【正文】 河南科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 論文題目 ： 數(shù)字穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 學(xué) 號(hào) 河南機(jī)電 高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 目 錄 軟件介紹 ......................................................1 設(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................3 英文摘要 ............................................................3 緒論 ................................................................4 第一章、設(shè)計(jì)要求與方案論證 ................................................5 設(shè)計(jì)要求 ..................................................................5 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 ....................................................5 ...............................................5 顯示模塊選擇方案和論證 ..................................................5 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 ................................................6 溫度傳感器的選擇方案與論證 ..............................................6 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 ............................................6 第二章 、 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...............................................7 電路設(shè)計(jì)框圖 ..............................................................7 系統(tǒng)硬件概述 ..............................................................7 ........................................................8 ..................................................8 ......................................................11 ........................................................12 電路原理及說(shuō)明 .........................................................13 ........................................................16 第三章、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ....................................................22 .............................................................22 子程序的設(shè)計(jì) .............................................................25 DS18B20溫度子程序 ......................................................25 讀、寫(xiě) DS1302子程序 ....................................................26 第四章 、 指標(biāo)測(cè)試 .........................................................28 測(cè)試儀器 ...............................................................28 ................................................................28 ................................................................28 ......................................................29 測(cè)試結(jié)果分析 .........................................................29 測(cè)試結(jié)論 .............................................................29 結(jié)束語(yǔ) ............................................................30 致謝 、參考文獻(xiàn) .............................................................31 附錄一原理圖 ......................................................32 附錄二 PCB圖 .......................................................32 河南機(jī)電 高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 摘 要 設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘。 針對(duì)題目要求，本系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)，作為液晶顯示萬(wàn)年歷的中心控制器件。按照硬件應(yīng)用電路與軟件設(shè)計(jì)模塊化的設(shè)計(jì)思路，依據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求，本系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)分為： AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度檢測(cè)（ DS18B20）電路模塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘（ DS12C887）電路模塊， LCD顯示電路模塊，按鍵控制電路模塊等幾個(gè)部分。這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，各種要求能完全保證，同時(shí)使系統(tǒng)電路的穩(wěn)定性得到提高。在顯示控制的編程中，查閱許多相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)最后的軟件仿真與調(diào)試，硬件電路的性能測(cè)試，證明是成功的。 關(guān)鍵詞 單片機(jī)； LCD；實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。 DS18B20。 DS12C887 河南機(jī)電 高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 緒 論 眾所周知，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)實(shí)踐，實(shí)踐是促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要手段，應(yīng)用起來(lái)更加廣泛，電子系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，電路圖也越來(lái)越復(fù)雜，印刷電路板的走線越來(lái)越復(fù)雜和精密。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使得我們對(duì)各種復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)工作變得簡(jiǎn)單快捷?！翱茖W(xué)實(shí)踐是科學(xué)理論的源泉”?；凇盎A(chǔ)研究，應(yīng)用研究，開(kāi)發(fā)研究，生產(chǎn)研究”四個(gè)方面，如果結(jié)合得好的話(huà)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)定會(huì)興旺發(fā)達(dá)。 驗(yàn)證性實(shí)踐和訓(xùn)練性的實(shí)踐主要是針對(duì)電子技術(shù)本門(mén)學(xué)科范圍內(nèi)的理論驗(yàn)證和實(shí)際技能的培 養(yǎng)。 綜合性的實(shí)踐，屬于應(yīng)用型實(shí)踐，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論的能力和解決比較復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題的能力。 設(shè)計(jì)性實(shí)踐，主要側(cè)重于某些理論知識(shí)的靈活運(yùn)用。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型電子器件和集成電路應(yīng)用越集中，使得更好更復(fù)雜的電路得以實(shí)現(xiàn)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ Electronics Design Automates,即 EDA技術(shù)）工具的集成設(shè)計(jì)環(huán)境， Protel99se、 PowerPCB、 Altium Designer 等軟件的運(yùn)用使得設(shè)計(jì)電路更加方便。 作為電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，更應(yīng)該熟練掌握各種電路編輯軟件 ，作為專(zhuān)業(yè)必需的技能更要及時(shí)地對(duì)這一類(lèi)軟件的更新版本進(jìn)行學(xué)習(xí)，其日趨強(qiáng)大的功能是對(duì)我們專(zhuān)業(yè)技能的補(bǔ)充。 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝 ,至從觀太陽(yáng)、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類(lèi)不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。本課題設(shè)計(jì)采用 AT89S51單片機(jī)作為核心。利用 美國(guó) DALLAS公司的新型時(shí)鐘日歷芯片 DS12C887， 它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，而且 DS12C887的使用壽命長(zhǎng)，誤差小。對(duì)于數(shù)字電子萬(wàn)年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。溫度測(cè)量使用 DS18B20，它 不僅檢測(cè)溫度靈敏度高而且可以設(shè)置溫度上下限報(bào)警。顯示采用 1602液晶模塊顯示，功耗小，能在 5V的低壓工作，使用方便。 科學(xué)的進(jìn)步要求我們?cè)诓粩嗟膶?shí)踐中熟練各種制板的技術(shù)，并不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)非常重要，這是對(duì)我的一次考驗(yàn)和挑戰(zhàn)，好的開(kāi)頭是成功的第一步，我更應(yīng)該加倍努力去完成，盡力做到更好，為將來(lái)的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)！ 河南機(jī)電 高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第一章 設(shè)計(jì) 要求 與 方案 論證 設(shè)計(jì)要求 ： （１）基本要求 ① 具有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能； ② 時(shí)間與陰、陽(yáng)歷能夠自動(dòng)關(guān)聯(lián)； ③ 具有溫度計(jì)功能； ④ 具備年、月、日、 星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能； ( 2 ) 創(chuàng)新要求 ① 具有上、下課響鈴功能； ② 具有防御報(bào)警功能； 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證： 方案一 : 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ)空間 ,能于 3V的超低壓工作 ,而且與 MCS51系列單片機(jī)完全兼容 ,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP 在線編程技術(shù) , 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 方 案二 : 采用 AT89S52,片內(nèi) ROM全都采用 Flash ROM；能以 3V的超底壓工作；同時(shí)也與 MCS51系列單片機(jī)完全該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為 8KB ROM 存儲(chǔ)空間，同樣具有 89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，不需要對(duì)芯片多次拔插，所以不會(huì)對(duì)芯片造成損壞。 所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) . 顯示模塊選擇方案和論證： 方案一： 該系統(tǒng)采用 MCS51 系列單片機(jī) AT89S51 作為控制核心。溫度檢測(cè)采用ds18b20 溫度傳感器；利用單片機(jī)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)走時(shí)；顯示采用 16 個(gè)數(shù)碼管顯示。該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟 ,性能可靠 ,程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單，占用單片機(jī)的 I/O 口少。但是由于定時(shí)器實(shí)現(xiàn) ,所以電路斷電后，就不能計(jì)時(shí)；河南機(jī)電 高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 并且運(yùn)用數(shù)碼管比較多電路連線比較復(fù)雜；制作過(guò)程工序比較煩瑣 ,產(chǎn)品體積大。 . 方案二： 該系統(tǒng)仍采用 MCS51 系列單片機(jī) AT89S51 作為控制核心。溫度檢測(cè)仍采用ds18b20溫度傳感器；采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ds12c887 計(jì)時(shí)，由于其內(nèi)部自帶鋰電池，斷電后內(nèi)部計(jì)數(shù)器仍在工作，可以防止突然斷電 ，并且可以自動(dòng)進(jìn)行閏年調(diào)整和設(shè)置定時(shí)時(shí)間。顯示采用液晶顯示模塊 1602,其體積小，集成度高，耗電量小。電路連線比較簡(jiǎn)單，并且制作產(chǎn)品體積小，便于控制和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性 ,能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改性。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證： 方案一： 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高 ,位的RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ 范圍內(nèi)， 300nA. １ . 溫度傳感器的選擇方案與論證 : 方案一： 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。此設(shè)計(jì)方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差 。 方案二： 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類(lèi)傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各方案所述 ,對(duì)此次作品的方案選定 : 采用 AT89S5