【正文】 I基于 51 單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷的研究畢業(yè)論文目 錄1 緒論 ..........................................................12 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 ........................................1 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證 .............................................1 顯示模塊的選擇方案和論證 ...............................................1 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 ...............................................2 溫度傳感器的選擇方案和論證 .............................................3 電路設(shè)計(jì)最終方案確定 ...................................................43 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...............................................1 系統(tǒng)功能模塊劃分 .......................................................1 各單元模塊功能分析及模塊電路設(shè)計(jì) .......................................2 時(shí)鐘模塊 .............................................................2 溫度模塊 .............................................................2 顯示模塊 .............................................................5 獨(dú)立鍵盤(pán)模塊 .........................................................5 蜂鳴器模塊 ...........................................................6 單片機(jī)模塊 ...........................................................7 溫度信息的采集 .......................................................8 電路原理圖的繪制和電路的焊接 ...........................................1 原理圖繪制軟件 PROTEL ................................................1 PCB 制作 .............................................................1 元器件的焊接 .........................................................34 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...................................................1 萬(wàn)年歷軟件系統(tǒng)的流程圖 .................................................1 溫度的讀取 .............................................................5下面是溫度讀取的子程序： ...................................................6 鍵盤(pán)模塊 ...............................................................6 蜂鳴器模塊 .............................................................6結(jié)束語(yǔ) ...........................................................1致 謝 .........................................................1參考文獻(xiàn) .........................................................1II附錄 .............................................................101 緒論二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，而單片機(jī)在數(shù)字化高速發(fā)的時(shí)代扮演著極為重要的角色。隨著單片機(jī)技術(shù)在社會(huì)生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)也是現(xiàn)代電子工程技術(shù)員必須掌握的一門(mén)技術(shù)。而且隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來(lái)越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也越來(lái)越多。電子萬(wàn)年歷的開(kāi)發(fā)與研究在信息化時(shí)代的今天則是當(dāng)務(wù)之急，因?yàn)樗鼞?yīng)用在學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)等眾多的公共場(chǎng)合，可以說(shuō)遍及人們生活的每個(gè)角落。目前市場(chǎng)上各式各樣的電子時(shí)鐘數(shù)不勝數(shù)，但大多數(shù)只是針對(duì)時(shí)間顯示，功能單一不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?。本次設(shè)計(jì)的萬(wàn)年歷功能多樣，顯示直觀，讀取方便，價(jià)格也更加低廉，符合電子儀器儀表的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。所以數(shù)字萬(wàn)年歷無(wú)論從實(shí)用的角度和培養(yǎng)能力的角度都很有價(jià)值。電子萬(wàn)年歷顯示功能，包括公歷年、月、日，時(shí)間、溫度、星期、農(nóng)歷等等；附帶功能有：定時(shí)鬧鈴、以及按鈕是否可以正常調(diào)動(dòng)。本文提出了一種基于 AT89S52 單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)方案，采用 LCD 顯示。本方案以 AT89S52 單片機(jī)作為主控核心，與時(shí)鐘芯片 DS130溫度芯片 DS18B人體紅外感應(yīng)模塊、鬧鐘模塊、按鍵、LCD 顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有 7 個(gè)獨(dú)立按鍵和一個(gè) LCD 顯示器，能顯示豐富的信息，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)、時(shí)間、溫度顯示等，綜上所述此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來(lái)了根本性的改變。尤其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。電子萬(wàn)年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來(lái)的諸多方便。萬(wàn)年歷中使用的 LCD 的應(yīng)用很廣泛，如手表上的液晶顯示屏，儀表儀器上的液晶顯示器或者是電腦筆記本上的液晶顯示器，都使用了 LCD。在一般的辦公設(shè)備上也很常見(jiàn)，如傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，以及一些娛樂(lè)器材玩具等也常常見(jiàn)到 LCD 的足跡。字符型液晶顯示模塊是一種專門(mén)用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào)等的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。在顯示器件上的設(shè)計(jì)，它是由若干個(gè) 57 或 511 等點(diǎn)陣符位組成。每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。點(diǎn)陣字符位之間有一空點(diǎn)距的間隔起到了字符間距和行距的作用。目前市面上常用的有 16 字1 行，16 字2 行，20 字2 行和 40 字 2 行等的字符模塊組。這些 LCD 雖然顯示字?jǐn)?shù)各不相同，但是都具有相同的輸入輸出界面。1市場(chǎng)上有許多電子萬(wàn)年歷的專用芯片，如：LM836LM8365 等，但它們功能單一，電路連接復(fù)雜，不便于調(diào)試制作。因此本系統(tǒng)采用了以 AT89S52 單片機(jī)技術(shù)為核心，配合 DS18B20 溫度測(cè)量模塊，DS1302 時(shí)鐘模塊，人體感應(yīng)模塊，LCD 顯示模塊，鍵盤(pán)模塊使該設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)功能齊全，人機(jī)交互，節(jié)能的特點(diǎn)。 隨著單片機(jī)的發(fā)展，電子萬(wàn)年歷呈現(xiàn)了微型化 ，功能豐富化的趨勢(shì)，而且價(jià)格在不斷下降，考慮到資源問(wèn)題，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的萬(wàn)年歷都采用了節(jié)能設(shè)計(jì)方案，萬(wàn)年歷對(duì)人們的生活有著十分重要的作用，所以電子萬(wàn)年歷還是有很大的發(fā)展前景的。02 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，89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器，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，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，89C51 是一種高效微控制器，51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備在線編程（ISP）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)芯片的多次拔插可能對(duì)芯片造成一定的損壞,目前該型號(hào)芯片已經(jīng)停產(chǎn)。方案二：采用 AT89S52 單片機(jī)，AT89S52 單片機(jī)是 ATMEL 生產(chǎn)的單片機(jī)，是新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。內(nèi)部集成看門(mén)狗電路。AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部有 8KB 的程序 Flash 存儲(chǔ)器。由于我們?cè)O(shè)計(jì)的萬(wàn)年歷燒寫(xiě)文件大概在 7KB 左右 ，而 AT89S52 單片機(jī)的程序 Flash 為 8KB，不用再外接程序存儲(chǔ)器了。經(jīng)過(guò)綜合比較最終選擇方案二，即選擇 AT89S52 作為主控制器。 顯示模塊的選擇方案和論證方案一：LCD12864 液晶是一種具有 8 位并行接口方式的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864。利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 1616 點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多。萬(wàn)年歷要求顯示年月日、時(shí)分秒、星期、和農(nóng)歷。LCD12864 液晶可以完成設(shè)計(jì)的要求 。方案二： 系統(tǒng)采用 LED 顯示。LED 應(yīng)用可分為兩大類：一是 LED 單管應(yīng)用，包括背光源1LED，紅外線 LED 等；另外就是 LED 顯示屏，目前，中國(guó)在 LED 基礎(chǔ)材料制造方面與國(guó)際還存在著一定的差距，但就 LED 顯示屏而言，中國(guó)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國(guó)際同步。LED 顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。采用 LED，但不能顯示文字，性價(jià)比不是很高，操作起來(lái)比較液晶顯示來(lái)說(shuō)略顯繁瑣，所以也不用此種作為顯示。經(jīng)過(guò)綜合比較最終選擇方案一，即選擇 LCD12864 液晶顯示屏。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證方案一：采用單片機(jī)定時(shí)。單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，計(jì)數(shù)的脈沖由外部提供，定時(shí)的脈沖由外部晶振提供，定時(shí)加 1 的周期為一個(gè)機(jī)器周期；定時(shí)時(shí)間與初值和晶振頻率有關(guān)。使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案減少芯片的使用，節(jié)約成本，但程序復(fù)雜度較高。方案二：采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測(cè)量系統(tǒng)中。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。采用 DS1302 只需要寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)程序，調(diào)用程序讀出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的變換就可以輸出萬(wàn)年歷的數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)綜合比較最終選擇方案二，即采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。2 溫度傳感器的選擇方案和論證方案一：采用熱敏電阻作為溫度傳感器。熱敏電阻是開(kāi)發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件。熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化。熱敏電阻的主要特點(diǎn)是：靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大 10～100 倍以上；工作溫度范圍寬，常溫器件適用于55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于 315℃（目前最高可達(dá)到2022℃）低溫器件適用于273℃～55℃；體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；使用方便，電阻值可在 ～100kΩ 間任意選擇；易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)。由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測(cè)量元件（如測(cè)量溫度、流量、液位等） ，還可以作為控制元件（如熱敏開(kāi)關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件。熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊。 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)