【正文】 基于 51 單片機的電子萬年歷畢業(yè)設(shè)計 摘 要 隨著社會的發(fā)展信息量的不斷提升以前對信息交換的要求提高電子萬年歷的發(fā)展以及投入市場變得非常有必要本設(shè)計模擬而 51 系列單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種 DS1302 可對時間進(jìn)行準(zhǔn)確記時同時可設(shè)置定時時間實現(xiàn)定時功能另外本設(shè)計具有顯示實時溫度的功能傳統(tǒng)的溫度傳感器系統(tǒng)大都采用放大調(diào)理 AD 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入計算機處理處理電路復(fù)雜可靠性相對較差占用計算機的資源比較多本設(shè)計將采用 DS18B20 一線制數(shù)字溫度傳感器可將溫度信號直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給微處理器電路簡單成本低實現(xiàn)了時間溫度同時顯示的效果最后溫度和時間都將通過 12864 液晶顯示器進(jìn)行顯示測試表明系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計要求的各項功能各部分工作正常 關(guān)鍵詞時鐘 溫度檢測 單片機 溫度ABSTRACT With the development of the society the amount of information is improving the requirements of the information exchange the development of the electronic calendar and the investment market bee very necessary This design is based on 51 singlechip microputer and simulation used in the daily calendar and 51 series microcontroller is the MCU in the most typical and most representative one Through this design learning and consolidate the single chip microputer instruction programming knowledge be familiar with position and function of the microcontroller parts This design creates an electronic calendar with realtime temperature display and timing function based on single chip control Most of traditional calendars are characterized by large size high power consumption and inaccurate display In order to reduce volume and power consumption and make calendars bee small and exquisite the design adds a clock chip DS1302 which can accurately record the time and set a regular time to achieve timing function In addition this design displays realtime temperature function Traditional temperature sensor system is mostly amplified recuperated and A D converted The converted digital signal is input the puter to be processed but the processing circuit is plicated with relatively poor reliability and occupies more resources of the puter This design uses the DS18B20 firstline system digital temperature sensor to directly convert the temperature signal into digital signal and send it the microprocessor whose circuit is simple and low cost achieving the displayed effect of time and temperature simultaneously Finally the temperature and time will be displayed through the 12864 liquid crystal display The test indicates that the system has reached various functions of the design requirements and each part operates smoothly Keywords clock temperaturedetection SCM temperature 目 錄 1 緒論 1 2 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 1 21 單片機芯片的選擇方案和論證 1 22 顯示模塊的選擇方案和論證 1 23 時鐘芯片的選擇方案和論證 2 24 溫度傳感器的選擇方案和論證 3 25 電路設(shè)計最終方案確定 4 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 1 31 系統(tǒng)功能模塊劃分 1 32 各單元模塊功能分析及模塊電路設(shè)計 2 時鐘模塊 2 溫度模塊 2 顯示模塊 5 獨立鍵盤模塊 5 蜂鳴器模塊 6 單片機模塊 7 溫度信息的采集 8 33 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 3 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 1 41 萬年歷軟件系統(tǒng)的流程圖 1 43 溫度的讀取 5 下面是溫度讀取的子程序 6 44 鍵盤模塊 6 45 蜂鳴器模塊 6 結(jié)束語 1 致 謝 1 參考文獻(xiàn) 1 附錄 1 1AT89S52 單片機的萬年歷設(shè)計方案采用 LCD 顯示本方案以 AT89S52 單片機作為主控核心與時鐘芯片DS1302 溫度芯片 DS18B20 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個獨立按鍵和一個 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對時間進(jìn)行校準(zhǔn)時間溫度顯示等綜上所述此萬年歷具有讀取方便顯示直觀功能多樣電路簡潔成本低廉等諸多優(yōu)點符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢具有廣闊的市場前景隨著電子技術(shù) 的迅速發(fā)展特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)給人類生活帶來了根本性的改變尤其是單片機技術(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 萬年歷中使用的 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)備上也很常見如傳真機復(fù)印機以及一些娛樂器材玩具等也常常見到 LCD 的足跡字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母數(shù)字符號等的點陣式液晶顯示模塊在顯示器件上的設(shè)計它是由若干個 5 7 或 5 11 等點陣符位組成每一個點陣字符位都可以顯示一 個字符點陣字符位之間有一空點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 市場上有許多電子萬年歷的專用芯片如 LM8363LM8365 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 單片機技術(shù)為核心配合 DS18B20 溫度測量模塊 DS1302 時鐘模塊人體感應(yīng)模塊 LCD 顯示模塊鍵盤模塊使該設(shè)計具有現(xiàn)實功能齊全人機交互節(jié)能的特點 隨著單片機的發(fā)展電子萬年歷呈現(xiàn) 了微型化 功能豐富化的趨勢而且價格在不斷下降考慮到資源問題現(xiàn)在的設(shè)計設(shè)計的萬年歷都采用了節(jié)能設(shè)計方案萬年歷對人們的生活有著十分重要的作用所以電子萬年歷還是有很大的發(fā)展前景的2 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 21 單片機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器采用 Flash ROM 內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲空間能于 3V 的超低壓工作而且與 MCS51系列單片機完全兼容與工業(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 存儲器組合在單個芯片中 89C51是一種高效微控制器51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備在線編程 ISP 技術(shù)當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r對芯片的多次拔插可能對芯片造成一定的損壞目前該型號芯片已經(jīng)停產(chǎn) 方案二 采用 AT89S52 單片機 AT89S52 單片機是 ATMEL 生產(chǎn)的單片機是新一代 8051單片機指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 內(nèi)部集成看門狗電路 AT89S52 單片機內(nèi)部有8KB 的程序 Flash 存儲器由于我們設(shè)計的萬年歷 燒寫文件大概在 7KB 左右 而AT89S52 單片機的程序 Flash 為 8KB 不用再外接程序存儲器了 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案二即選擇 AT89S52 作為主控制器 22 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陣圖形液晶顯示模塊其顯示分辨率為 128 64 利用該模塊靈活的接口方式和簡單方便的操作指令可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面可以顯示 16 16 點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由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比不論硬件電路結(jié)構(gòu)或 顯示程序都要簡潔得多萬年歷要求顯示年月日時分秒星期和農(nóng)歷 LCD12864 液晶可以完成設(shè)計的要求 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LED 紅外線 LED 等另外就是 LED 顯示屏目前中國在 LED 基礎(chǔ)材料制造方面與國際還存在著一定的差距但就 LED 顯示屏而言中國的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國際同步 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)動具有耗電少使用壽命長成本低亮度高故障少視角大可視距離遠(yuǎn)等特點采用 LED數(shù)碼管動態(tài)掃描價格上比較經(jīng)濟(jì)實惠但不能顯示 文字性價比不是很高操作起來比較液晶顯示來說略顯繁瑣所以也不用此種作為顯示 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案一即選擇 LCD12864 液晶顯示屏 23 時鐘芯片的選擇方案和論證 方案一 采用單片機定時單片機集成度高功能強可靠性高體積小功耗低使用方便價格低廉等一系列優(yōu)點單片機的應(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 直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號計數(shù)的脈沖由外部提供定時的脈沖由外部晶振提供定時加 1 的周期為一個機器周期定時時間與初值和晶振頻率有關(guān)使用程序?qū)崿F(xiàn)年月日星期時分秒計數(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時鐘芯片 DS1302 是美國 DALLAS公司推出的一種高性能低功耗帶 RAM 的實時時鐘電路它可以對年月日星期時分秒進(jìn)行計時具有閏年補償功能工作電壓為 25V～ 55V 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)記錄特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步 通信并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù) DS1302 內(nèi)部有一個 31 8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器采用 DS1302 只需要寫出驅(qū)動程序調(diào)用程序讀出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)過簡單的變換就可以輸出萬年歷的數(shù)據(jù) 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案二即采用 DS1302 時鐘芯片 24 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