畢業(yè)設(shè)計論word版(已修改)
2025-05-23 17:24 本頁面
【正文】 21 題 目： 數(shù)字日歷鐘電路設(shè)計 摘 要 以 DS1302 芯片 來設(shè)計電子 時鐘 ，采用 C 語言進行編程，可以實現(xiàn)以下一些功能：年 、 月 、日、 小時 、 分 、 秒的顯示功能。本次設(shè)計的電子時鐘系統(tǒng)由時鐘電路，LCD 顯示電路，按鍵調(diào)整電路 三 部分組成。 51 單片機通過軟件編程，在 LCD1602液晶屏上實現(xiàn)年 、 月 、日、 小時 、 分 、 秒的顯示；通過 三 個按鍵開關(guān)，一個用于時鐘的調(diào)節(jié)，一個用于 數(shù)值增一 ， 一個用來數(shù)值減一， 來實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和調(diào)節(jié)功能；到達設(shè)置的鬧鐘時間時，由蜂鳴器發(fā)聲，起報警作用 第一章 緒 論 課題的背景 單片機自 20 世紀 70 年代問世以來，以其極高的性價比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用廣泛，發(fā)展快速。單片機具有集成度高、功能強大、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎 “ 無所不在，無所不為 ” 。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從而面向工業(yè)控制、通訊、交通智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、 PC 機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。 單片機的發(fā)展歷史經(jīng)歷了四個階段： 第一階段（ 1974 年 — 1976 年）：單片機初級階段。因工藝先知，單片機采用雙片的形式而且功能比較簡單。 22 第二階段（ 1976 年 — 1978 年）：低性能單片機階段。以 Intel 公司智腦的 MCS— 48 單片機為代表。 第三階段（ 1978 年 — 現(xiàn)在）：高性能單片機階段。典型代表是 Intel公司的 MCS— 51 系列、 Motorola 公 司的 6801 和 Zilog 公司的 Z8 等。 第四階段（ 1982 年 — 現(xiàn)在）： 8 位單片機鞏固發(fā)展及 16 位單片機、32 位單片機推出階段。 單 片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： 可靠性及應(yīng)用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 所集成的部件越來越多； NS（美國國家半導(dǎo)體）公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路。 功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。 隨著半導(dǎo) 體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計水平的提高，單片機還會不斷產(chǎn)生新的變化和進步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機與微機系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認 20 世紀 80 年代中期以后， Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如 ATMEL、 PHILIPS、 ANALOG、DEVICES、 DALLAS 等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51 系列的兼容產(chǎn)品，準確地說是與 MCS51 指令系統(tǒng)兼容的單片機。這些兼容機與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用 CMOS 工藝，因而，常用 80C51系列來 稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機，它們對 8051 單片機一般都作了一些擴充，更有特點。其功能和市場競爭力更強，不該把它們直接稱呼為 MCS51 系列單片機，因為 MCS 只是 Intel 公司專用的單片機系列型號。 MCS51 系列及 80C51 單片機有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的 MCS51 系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強型、低功耗型、專用型、超 23 8 位型、片內(nèi)閃爍存儲器型。 本文討論的單片機電子時鐘的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列單片機，配置了外圍設(shè) 備，構(gòu)成了一個可編程的計時定時系統(tǒng)，具有體積小、可靠性高、功能強等特點，不僅能滿足所需要的要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 第二章 總體設(shè)計方案與論證 本系統(tǒng)采用 89C51 單片機即可實現(xiàn)電子時鐘的基本要求。 其主要設(shè)計思想是： 整個系統(tǒng)用單片機為中央控制器，由單片機執(zhí)行采集時鐘芯片的時間信號并通過顯示模塊來輸出信號及相關(guān)的控制功能。時鐘芯片產(chǎn)生時鐘信號， 利用單片機的 I/O 口傳給單片機；并通過 I/O 口 實現(xiàn) LCD 的顯示。系統(tǒng)設(shè)有 4 個按鍵可以對時間星期年月日進行調(diào)整，還可以設(shè)置鬧鐘。 整體框架如圖 21 所示。 圖 21 數(shù)字日歷鐘結(jié)構(gòu)框圖 電源模塊方案的選擇與論證 采用電池供電。可以采用三節(jié) 節(jié) 電池給單片機供電。電池便捷使用方便 ，輸出電壓穩(wěn)定。 STC89C51 單片機 電源模塊 DS1302時鐘電路 按鍵掃描電路 顯示電路 18B20 24 時鐘電路方案的選擇與論證 方案一：采用 51單片機 STC89C51芯片軟件定時中斷實現(xiàn)時鐘。利用 89C51自身的中斷和定時器，通過軟件產(chǎn)生時鐘，雖然不需要外置硬件電路直接用 51芯片，但是占 I/O 口比較多，而且斷電后時鐘不能自加即再次通電（或者復(fù)位）程序又從初始化處計時，不能友好的實現(xiàn)時鐘要求。 方案二：采用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘。利用 DS1302 芯片可以實現(xiàn)時鐘，DS1302 采用 3 線串行接口，占用引腳少。 DS1302 內(nèi)部集成了可編程日歷時鐘，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置。內(nèi)部集成了 31 個字節(jié)的靜態(tài) RAM。 DS1302 的日歷時鐘可自動進行閏年補償。 DS1302 支持雙電源供電，可以使用外部主電源和備份電源。 DS1302 芯片具有對備份電池進行涓流充電功能，可有效長備份電池的使用壽命。 綜上所述，選擇方
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