【導讀】進行了全面的闡述。該電子萬年歷在硬件方面主要采用AT89C51單片機作為主控核心，由DS1302. 時鐘芯片提供時鐘、1602LCM點陣液晶顯示屏顯示。AT89C51單片機是由Atmel公司推出的，功。示，可以同時顯示年、月、日、星期、時、分、秒等信息。此外，該電子萬年歷還具有時間校準。在軟件方面，主要包括日歷程序、時間調整程序，顯示程序等。所有程序編寫完成后，在Keil軟件中進行調試，確定沒有問題后，在Proteus軟件中嵌入單片機內進行仿真。信，對數(shù)種硬件連接方案進行了詳盡的比較，在軟件方面對日歷算法也進行了論述。求做到物美價廉，才能擁有更廣闊的市場前景。

　　

【正文】 瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等。 3. 獨特的單片機協(xié)同仿真功能（ VSM） 支持主流的 CPU類型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1 PIC1 PIC2dsPIC3 HC1 BasicStamp、 808 MSP430等， CPU類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持 CORTEX、 DSP處理器。 支持通用 外設模型：如字符 lED模塊、圖形 lED模塊、 LED點陣、 LED七段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進 /伺服電機、 RS232虛擬終端、電子溫度計等等，其 COMPIM（ COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過 PC機串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信。 第 23 頁 實時仿真：支持 UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、 SPI/I2C仿真、 MSSP仿真、 PSP仿真、 RTC仿真、 ADC仿真、 CCP/ECCP仿真。 編譯及調試：支持單片機匯編語言的編輯 /編譯 /源碼級仿真，內帶 805 AVR、PIC的匯編編譯器，也可以 與第三方集成編譯環(huán)境（如 IAR、 Keil和 Hitech）結合，進行高級語言的源碼級仿真和調試。 4. 實用的 PCB設計平臺 原理圖到 PCB的快速通道： 原理圖設計完成后，一鍵便可進入 ARES的 PCB設計環(huán)境，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設計。 先進的自動布局 /布線功能：支持器件的自動 /人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換 /門交換功能使 PCB設計更為合理。 完整的 PCB設計功能：最多可設計 16個銅箔層， 2個絲印層， 4個機械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設置，自動設計規(guī)則檢查， 3D 可視化預覽。 多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括 Gerber文件的導入或導出，便利與其它 PCB設計工具的互轉（如 protel）和 PCB板的設計和加工。 ISIS 智能原理圖輸入系統(tǒng) ISIS是 PROTEUS系統(tǒng)的中心 ,它遠不僅是一個圖表庫。它是具有控制原理圖畫圖的外觀的超強的設計環(huán)境。無論用戶的要求是快速實現(xiàn)復雜設計的仿真以及 PCB設計 ,還是設計精美的原理圖以供出版 ,ISIS都可以很好的完成。 ISIS提供給用戶圖形外觀包括線寬、填充類型、字符等的全部控制，使用戶能夠生成如雜志上看到一樣精美的原理圖 ，遠勝過 CAD軟件繪制出的稀薄的線條。畫完圖可以以圖形文件輸出，或者拷貝到剪切板以便其他文件使用。這就使得 ISIS成為制作技術文件，學術論文，項目報告的理想工具，也是 PCB設計的一個出色的前端。畫圖的外形由風格模板定義。此外，此方案允許用戶定制元件庫提供的庫部件的外觀。 Proteus 簡單應用 ：繪制原理圖要在原理圖編輯窗口中的藍色方框內完成。原理圖編輯窗口的操作是不同于常用的 WINDOWS應用程序的，正確的操作是：用左鍵放置元件；右鍵選擇元件；雙擊右鍵刪除元件；右鍵拖選多個元件； 先右鍵后左鍵編輯元件 第 24 頁 屬性；先右鍵后左鍵拖動元件；連線用左鍵，刪除用右鍵；改連接線：先右擊連線，再左鍵拖動；中鍵放縮原理圖。 ：有三個個實現(xiàn)途徑，一是用 PROTEUS VSM SDK開發(fā)仿真模型，并制作元件；另一個是在已有的元件基礎上進行改造，比如把元件改為 bus接口的；還有一個是利用已制作好 (別人的 )的元件，我們可以到網(wǎng)上下載一些新元件并把它們添加到自己的元件庫里面。 ：用一個子電路可以把部分電路封裝起來，這樣可以節(jié)省原理圖窗口的空間。 Keil 軟件 Keil 軟件簡介 Keil C51是美國 Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級 語言的優(yōu)勢。 Keil C51軟件是一個基于 32位 Windows環(huán)境的應用程序，支持 C語言和匯編語言編程，其 μ Vision(通常稱為 μ V2)。 Keil提供包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成： μ Vision IDE集成開發(fā)環(huán)境 C51編譯器、 A51匯編器、 LIB51庫管理器、 BL51連接 /定位器、 OH51目標文件生成器以及 Monitor5 RTX51實時操作系統(tǒng)。 Keil 軟件調試功能 應用 Keil進行軟件仿真開發(fā)的主要步驟為：編寫源程序并保存 — 建立工程并添加源文件 — 設置工程 — 編譯 /匯編、連接，產(chǎn)生目標文件 — 程序調試。 Keil使用 “ 工程 ”(Project)的概念，對工程 (而不能對單一的源程序 )進行編譯 /匯編、連接等操作。工程 第 25 頁 的建立、設置、編譯 /匯編及連接產(chǎn)生目標文件的方法非常易于掌握。首先選擇菜單FileNew? ，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語言或 C語言源程序 (或選擇 FileOpen? ，直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔 )并保存，注意保存時必須在文件名后加上擴展名 .asm(.a51)或 .c；然后選擇菜單 ProjectNew Project? ，建立新工程并保存 (保存時無需加擴展名，也可加上擴展名 .uv2)；工程保存后會立即彈出一個設備選擇對話框，選擇 CPU后點確定返回主界面。這時工程管理窗口的文件頁 (Files)會出現(xiàn)“ Target1” ，將其前面 +號展開，接著選擇 Source Group1，右擊鼠標彈出快捷菜單，選擇 “ Add File to Group ‘ Source Group1’” ，出現(xiàn)一個對話框，要求尋找并加入源文件 (在加入一個源文件后，該對話框不會消失，而是等待繼續(xù)加入其它文件 )。加 入文件后點 close返回主界面，展開 “ Source Group1” 前面 +號，就會看到所加入的文件，雙擊文件名，即可打開該源程序文件。緊接著對工程進行設置，選擇工程管理窗口的Target1，再選擇 ProjectOption for Target‘ Target1’ (或點右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項 )，打開工程屬性設置對話框，共有 8個選項卡，主要設置工作包括在 Target選項卡中設置晶振頻率、在 Debug選項卡中設置實驗仿真板等，如要寫片，還必須在 Output選項卡中選中 “ Creat Hex Fi” ；其它選項卡 內容一般可取默認值。工程設置后按 F7鍵(或點擊編譯工具欄上相應圖標 )進行編譯 /匯編、連接以及產(chǎn)生目標文件。 成功編譯 /匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session(或按 Ctrl+F5鍵 )進入程序調試狀態(tài)， Keil提供對程序的模擬調試功能，內建一個功能強大的仿真CPU以模擬執(zhí)行程序。 Keil能以單步執(zhí)行 (按 F11或選擇 DebugStep)、過程單步執(zhí)行 (按F10或選擇 DebugStep Over)、全速執(zhí)行等多種運行方式進行程序調試。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯，可采用在線匯編 功能對程序進行在線修改 (DebugInline Assambly? )，不必執(zhí)行先退出調試環(huán)境、修改源程序、對工程重新進行編譯 /匯編和連接、然后再次進入調試狀態(tài)的步驟。對于一些必須滿足一定條件 (如按鍵被按下等 )才能被執(zhí)行的、難以用 單 步 執(zhí) 行 方 式 進 行 調 試 的 程 序 行 ， 可 采 用 斷 點 設 置 的 方 法 處 理(DebugInsert/Remove Breakpoint或 DebugBreakpoints? 等 )。在模擬調試程序后，還須通過編程器將 .hex目標文件燒寫入單片機中才能觀察目標樣機真實的運行狀況。 本章小結 本章主 要簡單介紹了研究本課題需要用到的仿真軟件 Proteus和編譯軟件 Keil，了 第 26 頁 解了這兩種軟件發(fā)展，功能和初步用法，了解了 proteus的四大功能模塊，以及 keil的調試功能等，為以后設計打好基礎。相信通過后面的學習會有更深體會。 5 系統(tǒng)測試 硬件測試 在 Protues仿真結束后，于焊接板上完成了硬件組裝。在調試硬件時遇到過很多問題，但只要細心、認真檢查這些問題都是可以避免的，主要問題及解決辦法現(xiàn)列如下： (1) 接通電源后 LCM1602沒有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬用表檢測電路是否正常連接， 在檢查回路時發(fā)現(xiàn)有的點之間看似連接，但由于虛焊導致其并無電氣連接，只能對焊腳進行在加工直到解決問題。 (2) 電路工作一段時間之后有的芯片發(fā)熱嚴重。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)原來是有尖銳的管腳刺破鄰近的漆包線造成短路，斷掉該線并再次連接可解決問題。 軟件測試 由于本系統(tǒng)涉及到多個子程序，多個芯片的編程。首先必須對可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時鐘輸入端，需要晶振支持。對芯片的讀寫都需要在相應的觸發(fā)沿到來時才能進行。由于 DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個口線傳輸，在處理采集的模擬信號時 需要一定的時間，會對延時有較高要求。所以在調用溫度子程序時，先關閉定時器 1中斷允許，在溫度子程序反回時再打開定時器 1中斷允許。 結束語 以上所述即是電子萬年歷的設計全過程，經(jīng)過多次的反復測試與分析 ,對電路的原理及功能更加熟悉 ,同時提高了設計能力與及對電路的分析能力。經(jīng)過此設計，基本完成了設計任務的要求。硬件層面而言操作相對簡單，界面比較友好。在硬件電路方面，詳盡解析了各個獨立元件的選擇依據(jù)，對數(shù)種方案進行了全面的比較。在時鐘芯片的選擇上，若直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序實現(xiàn)年、月、日 、 第 27 頁 星期、時、分、秒計數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。因此采用專業(yè)的時鐘芯片 DS1302,它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能；在顯示模塊的選擇上，若采用 LED數(shù)碼管動態(tài)掃描 ,LED數(shù)碼管價格雖適中 ,對于顯示數(shù)字也最合適 ,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時 ,占用的單片機口線少。但是由于數(shù)碼管動態(tài)掃描需要借助 74LS164移位寄存器進行移位，該芯片在電路調試時往往會有很多障礙 ，因此本次設計選擇了LCM1602，液晶顯示屏的顯示功能強大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見，最后選擇了 DS18B20,此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以避免 A/D模數(shù)轉換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。從元件性能和組裝電路后的測試結果來看，硬件電路的設計是比較成功的。在軟件設計方面，對日歷算法和時間調整算法都做了比較詳細的闡述，可讀性較強。 美中不足的是并沒有給出與陽歷同步的陰歷算法，久經(jīng)思索卻終究未能達成。 綜上所述，本設計雖然實現(xiàn)了電子萬年歷的 功能，但在硬件的選擇上應該更優(yōu)化，使成本更低；在軟件方面也需要完善，一個真正實用的萬年歷應該具有計算陰歷歷法的功能。 致謝 在 淮南師范 學院的 四 年學習時間即將過去， 四 年時間并不算長，但對我而言，是磨礪青春、揮灑書生意氣的 四 年，也是承受師恩、增長才干、提高學識的 四 年。我將以積極的面貌重新投入到火熱的工作和事業(yè)中。在此，謹對培育我的母校、教導我的老師、幫助我的同學們致予最誠摯的謝意和敬意。 這次 畢業(yè) 設計 ,我一直很努力地去做 ,過程中得到了老師的悉心指導和同學們大力 熱心幫助，并對我的設計提出許多有益的建 議，在此對他們表示衷心的感謝。同時也要感謝學校能給我這次機會去嘗試自己設計一些東西，使自己所學專業(yè)知識與實踐相結合。最后也要感謝有關我參考過的文獻的作者，是他們?yōu)槲姨峁┲R的源泉，使我最終能順利地完成這次 畢業(yè) 設計。 在畢業(yè)之際，我衷心地同學和朋友們在以后的人生道路上越走越寬廣，也深深相信在未來的日子里我們將一路攜手前行，會遇到很多的碰撞和交流，我們將始終記得我們曾在 淮南師范 學院同窗學習，這將是我克服困難、不斷前進的精神動力。 第 28 頁 參考文獻 [1] 邱關源．電路（上下冊） [M]．高等教育出版社 ,2020. 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