【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。進(jìn)入二十一世紀(jì)，高科技的廣泛應(yīng)用使社會(huì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)獲得了空前的發(fā)展?，F(xiàn)代電子技術(shù)在國(guó)防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著巨大的作用。現(xiàn)在的世界，電子技術(shù)無處不在，電子手表、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視、計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、航天飛機(jī)、宇宙探測(cè)等等。可以說，人們現(xiàn)在生活在電子世界中，一天也離不開它。隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究創(chuàng)新。為了在觀測(cè)時(shí)間的同時(shí)，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時(shí)間、日期、星期和溫度功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，電子技術(shù)給我們的生活帶來了根本性的改變。尤其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便，作為一種附加功能，現(xiàn)在越來越廣泛的被應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，具有廣闊的市場(chǎng)前景。通過以往的相關(guān)課程學(xué)習(xí)和理解，獨(dú)立的完成了電子萬年歷的設(shè)計(jì)。電子萬年歷作為電子類小產(chǎn)品不僅是市場(chǎng)上的寵兒，也是單片機(jī)設(shè)計(jì)中一個(gè)很實(shí)用的題目。因?yàn)檫@個(gè)課題有很好的開放性和可發(fā)揮性，對(duì)制作者的要求比較高，不僅考察了對(duì)單片機(jī)的掌握能力，而且要求設(shè)計(jì)的電子萬年歷在操作上簡(jiǎn)潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。所以，電子萬年歷制作無論從實(shí)用目的，還是從培養(yǎng)能力的角度來看都是很有價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。本電子萬年歷的設(shè)計(jì)在硬件方面主要采用 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心，由 DS1302 時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、1602LCM 點(diǎn)陣液晶顯示屏顯示。AT89C51 單片機(jī)是由 Atmel 公司推出，功耗小，電壓可選用 4～6V 電壓供電；DS1302時(shí)鐘芯片是美國(guó) DALLAS 公司推出的具有涓細(xì)電流充電功能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且 DS1302 的使用壽命長(zhǎng)，誤差?。粩?shù)字顯示是采用的 LCD 液晶顯示屏來直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等信息。此外，該電子萬年歷還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。在軟件方面，主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。所有程序編寫完成后，在 Keil 軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，在 Proteus 軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。最后在老師同學(xué)的幫助以及自己的努力下完成了此次電子萬年歷的設(shè)計(jì)。王習(xí)軍：基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 課題的背景與意義很早以前，我們的先人就用“逝者如斯夫，不舍晝夜”這樣的話來感嘆時(shí)光流逝，教育后人要珍惜時(shí)光，有所作為。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，人們計(jì)量時(shí)間的流逝,從最初的觀太陽到擺鐘、機(jī)械表到現(xiàn)在電子鐘，人們不斷研究，不斷創(chuàng)造紀(jì)錄?，F(xiàn)在，電子技術(shù)日新月異，各種關(guān)系到人們生活的電 子 產(chǎn) 品 琳 瑯 滿 目 ， 我 們 已 經(jīng) 快 告別 活 躍 很 久 的 純 機(jī) 械 時(shí) 代 ， 并 且 逐 漸 由 機(jī) 械 化 儀 器 轉(zhuǎn) 型 為 電 子 儀 器 。 從 前 的 擺 鐘 、機(jī) 械 手 表 已 經(jīng) 被 電 子 表 ， 數(shù) 字 萬 年 歷 所 替 代 。 近 觀 近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展局勢(shì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)——電子產(chǎn)業(yè)獲得快速良好的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品應(yīng)接不暇充次著我們的生活，大街小巷隨處可見，幾乎人手一部的手機(jī)，從最初的打電話發(fā)短信，到現(xiàn)在無所不能的智能機(jī)也更新了好幾代。隨著電子產(chǎn)品的更新速度的加快，各種功能更加強(qiáng)大，款式新穎的電子產(chǎn)品也在不斷地問世。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。單片機(jī)是集CPU ,RAM ,ROM ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。而51系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。 基于單片機(jī)的電子萬年歷便是這一發(fā)展潮流中最經(jīng)典的縮影，電子萬年歷滿足了人們對(duì)于獲取準(zhǔn)確時(shí)間的要求。電子萬年歷的 出 現(xiàn) 給 人 們 的 生 活 帶 來 了 巨 大 方 便 。 生活 在 步 伐 加 快 競(jìng) 爭(zhēng) 壓 力 巨 大 的 社 會(huì) 里 ， 時(shí) 間 就 是 金 錢 ， 時(shí) 間 就 是 生 命 ， 時(shí) 間 對(duì) 人 們顯 得 特 別 的 寶 貴 ， 其 所 擁 有 的 作 用 更 是 可 以 不 言 而 喻 。 它 在 學(xué) 校 里 、 車 站 里 、 港 口中 、 劇 院 中 、 醫(yī) 院 中 、 辦 公 室 里 等 許 多 公 共 場(chǎng) 所 的 應(yīng) 用 是 非 常 廣 泛 的 。 但傳統(tǒng)的數(shù)字萬年歷除顯示時(shí)間之外，功能過于簡(jiǎn)單，不能很好地滿足人們的需求，逐漸失去了往日的市場(chǎng)。為了跟上電子技術(shù)的更新和發(fā)展，為了人們對(duì)生產(chǎn)、生活的需求，各種功能強(qiáng)大的新式萬年歷不斷涌現(xiàn)出，它的功能更全面而且更加人性化。電 子 萬 年 歷 作 為 電 子 產(chǎn) 品 ， 以 其 體 積 小 ， 攜 帶 方 便 、 實(shí) 用 ， 美 觀 等 優(yōu) 勢(shì) 一 直 占領(lǐng) 著 廣 闊 的 市 場(chǎng) ， 與 此 同 時(shí) 它 也 一 直 成 為 單 片 機(jī) 設(shè) 計(jì) 培 訓(xùn) 中 很 常 用 的 一 個(gè) 課 題 。 基于 這 個(gè) 課 題 有 極 好 的 的 開 發(fā) 思 維 和 發(fā) 揮 想 象 力 的 作 用 ， 并 且 它 還 可 以 通 過 邏 輯 實(shí) 現(xiàn)許 多 功 能 ， 因 此 往 往 對(duì) 我 們 設(shè) 計(jì) 者 的 要 求 很 高 ， 有 一 定 的 難 度 ， 電 子 萬 年 歷 的 設(shè) 計(jì)不 僅 考 察 了 我 們 對(duì) 單 片 機(jī) 知 識(shí) 的 掌 握 能 力 ， 而 且 也 更 加 突 出 了 對(duì) 單 片 機(jī) 的 擴(kuò) 展 應(yīng) 用知 識(shí) 的 掌 握 。 并 且 還 要 求 設(shè) 計(jì) 的 電 子 萬 年 歷 在 使 用 上 簡(jiǎn) 單 ， 功 能 上 要 齊 全 ， 人 機(jī) 交互 友 好 美 觀 人 性 化 。 因 此 基 于 單 片 機(jī) 的 電 子 萬 年 歷 無 論 從 實(shí) 用 的 方 面 還 是 培 養(yǎng) 能 力的 方 面 來 看 都 有 巨 大 的 價(jià) 值 。 電子萬年歷的現(xiàn)狀與發(fā)展二十一世紀(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)展的時(shí)代扮演著極為重要的角色。電子萬年歷的開發(fā)與研究在信息化時(shí)代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急，因?yàn)樗鼞?yīng)用在學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)、部隊(duì)等單位禮堂、訓(xùn)練場(chǎng)地、教學(xué)室、公共場(chǎng)地等安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 場(chǎng)合，可以說遍及人們生活的每一個(gè)角落。所以說電子萬年歷的開發(fā)是國(guó)家之所需，社會(huì)之所需，人民之所需。由于社會(huì)對(duì)信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展，促使電子萬年歷發(fā)展并且投入市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬的能力。目前，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了我們的產(chǎn)業(yè)中，家用電器、汽車電子行業(yè)，工業(yè)自動(dòng)化等都有單片機(jī)的存在，單片機(jī)已經(jīng)融入企業(yè)，融入人們每一天的生活。而電子萬年歷不過只是單片機(jī)最突出的代表，它最被人們所熟知，所接受，它優(yōu)化著人們與家庭和環(huán)境的整體關(guān)系，電子萬年歷向著超微型、超高效的方面發(fā)展，而且他已經(jīng)越來越微型化，越來越集成化，這些都為電子萬年歷上的集中控制提供了必不可缺的基礎(chǔ)。目前，市場(chǎng)上有出售的各種各樣數(shù)字萬年歷，它們品種很多而且實(shí)現(xiàn)了各種功能，其中絕大部分是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子控制系統(tǒng)。它們一般都是由輸入脈沖電路、單片機(jī)芯片、晶振和復(fù)位電路、外部存儲(chǔ)器和 LCD 顯示電路組成。當(dāng)今，電子萬年歷主要還是用于幫助人們計(jì)時(shí)、能自動(dòng)報(bào)時(shí)、定時(shí)、供人們查詢?nèi)掌谝约澳茏詣?dòng)控制等方面。因?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)和數(shù)字集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和采用了最先進(jìn)的石英技術(shù)，使得如今我們所認(rèn)識(shí)和接觸的電子萬年歷都具有體積小、省電、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、方便維護(hù)、攜帶方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。除此之外，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有開發(fā)的電子萬年歷集成電路芯片出售，而且價(jià)格便宜，使用起來也比一般的電子萬年歷方便許多。從日歷的發(fā)展歷程來看，已經(jīng)有數(shù)千年的歷史?，F(xiàn)代日歷已經(jīng)很少接觸到那些紙質(zhì)的或者不常見的類型。因?yàn)殡S著我們對(duì)日歷的使用范圍的不斷擴(kuò)大，功能也會(huì)日益增加，種類更是會(huì)越來越多。從 80 年代開始，萬年歷隨著單片機(jī)和超大規(guī)模集成芯片的快速發(fā)展，為電子萬年歷的完美誕生奠定了最根本的基礎(chǔ)，其中有物質(zhì)基礎(chǔ)也有思想的基礎(chǔ)。而近幾年來，電子萬年歷的發(fā)展方向已經(jīng)不是追求多樣了，而是朝著精密的走時(shí)、良好的穩(wěn)定性、使用很方便、耗電量很小、走時(shí)延續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)、體積小、功能多、制造成本較低等方向發(fā)展。我所見過最新的電子萬年歷，它除了具有了我們常見萬年歷功能外，而且還具有倒計(jì)時(shí)、多點(diǎn)的定時(shí)、語音報(bào)時(shí)、音樂播放、實(shí)時(shí)溫度測(cè)量和顯示等功能。在硬件設(shè)計(jì)方面它并沒有太大的變化，主要是通過增加諸多軟件部分來實(shí)現(xiàn)所需要的一些高級(jí)功能。我們不難想像，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，各種各樣的高新技術(shù)的出現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到我們的生活中。電子萬年歷產(chǎn)品也必是將沿著體積小、耗電少、性能穩(wěn)定、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、維護(hù)方便、攜帶方便等方向發(fā)展。我想通過本次設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)公歷顯示，時(shí)間顯示、實(shí)時(shí)溫度顯示、鬧鐘等功能。主要的工作量在軟件調(diào)試部分，設(shè)計(jì)的程序在電子萬年歷設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)我需要的功能。 設(shè)計(jì)的主要工作及章節(jié)安排本設(shè)計(jì)主要圍繞對(duì)電子萬年歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主線展開，主要包括硬件部分設(shè)計(jì)，軟件部分設(shè)計(jì)。其中硬件部分設(shè)計(jì)包括復(fù)位電路的設(shè)計(jì)、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)、按鍵電路的設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)、電子萬年歷的顯示電路設(shè)計(jì)等。軟件部分要設(shè)計(jì)出各個(gè)功能模塊的控制程序。本設(shè)計(jì)所研究的電子萬年歷是單片機(jī)控制技術(shù)的一個(gè)具體應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容及工作重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）選用電子萬年歷芯片時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮性能穩(wěn)定、使用方便、低功耗、抗斷電王習(xí)軍：基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 4 的器件。（2）根據(jù)選用的電子萬年歷芯片設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路。（3）通過編程、編譯、調(diào)試，把程序下載到單片機(jī)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。（4）在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)電路盡量簡(jiǎn)單。（5）在硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮提高人機(jī)界面的友好性，方便用戶操作等因素。 本章小結(jié) 本章說明了本設(shè)計(jì)的選題來源及研究的意義，講述了電子萬年歷系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展過程及當(dāng)前的現(xiàn)狀，其中敘述了電子萬年歷系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，明確了后續(xù)章節(jié)主要研究的內(nèi)容。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 設(shè)計(jì)方案論證 電子萬年歷系統(tǒng)概述 本設(shè)計(jì)是利用按鍵輸入控制信號(hào)，將控制指令傳送給 AT89C51 主控單片機(jī)，通過單片機(jī)處理數(shù)據(jù)，配合復(fù)位電路和時(shí)鐘電路來驅(qū)動(dòng) LCD 的顯示、溫度采集和鬧鈴播放，從而實(shí)現(xiàn)電子萬年歷的各項(xiàng)功能。單片機(jī)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分，它既是協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。Atmel 公司的 AT89S 系列能完成本次設(shè)計(jì)所需要求的所有功能，所以選用單片機(jī) AT89C51；時(shí)鐘芯片采用 DALLAS 公司的 DS1302 時(shí)鐘芯片，采用鋰電池為 DS1302 供電，掉電保護(hù)，保證時(shí)間數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；按鍵電路采用四個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間和日期、設(shè)置鬧鐘、顯示時(shí)間溫度等；顯示電路采用LCD1602 字符液晶顯示器，顯示字體清晰。本設(shè)計(jì)選用簡(jiǎn)單的蜂鳴器來播放音樂。本設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)框圖如下所示： 圖 2 1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容　 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的電子萬年歷設(shè)計(jì)，控制核心為 AT89C51 單片機(jī)，采用模塊化的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了諸多功能模塊，主要包括單片機(jī)核心控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示模塊、環(huán)境溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)模塊、語音輸出模塊、人機(jī)接口通信模塊等。 單片機(jī)控制模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路、時(shí)鐘電路等外圍電路組成。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片采用的是帶 RAM 的時(shí)鐘芯片 DS1302。該芯片可以進(jìn)行時(shí)分秒的計(jì)數(shù)，具有 10000 年日歷查詢和顯示，可以編程接口，通過加入外部電池供電可以實(shí)現(xiàn)掉電保存功能，并且可以加入報(bào)警功能。 溫度檢測(cè)模塊采用的是 DALLAS 公司所生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，它DS18B20 溫度傳感器DS1302 時(shí)鐘芯片LCD1602 顯示器晶振電路報(bào)警模塊設(shè)置模塊（按鍵）AT89C51 單片機(jī)王習(xí)軍：基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 6 具有獨(dú)特的單線總線接口方式，具有接口簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、精度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 語音輸出模塊是提示用戶系統(tǒng)的鬧鐘定時(shí)狀態(tài)或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)所發(fā)出錯(cuò)誤警告，語音輸出模塊可提供定點(diǎn)鬧鈴的音樂輸出等功能。為了滿足這些功能需求，本次設(shè)計(jì)采用的是簡(jiǎn)單的蜂鳴器作為語音輸出。 人機(jī)接口通信模塊采用四個(gè)普通控制按鍵，液晶顯示輸出。液晶顯示體積小，重量輕，輻射小，功耗低，輕便防震。由于本次設(shè)計(jì)顯示的信息輸出比較多也很復(fù)雜，采用液晶顯示界面為了更加清晰和美觀，操作更加地方便，顯示信息更加豐富，本設(shè)計(jì)采用的是 LCD1602 能顯示出所需要的各種輸出信息。 設(shè)計(jì)方案論證 計(jì)時(shí)方案方案（1）：AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部帶有定時(shí)/計(jì)數(shù)功能，此定時(shí)功能是通過對(duì)外部晶振的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，