【正文】 ................................................................. 31 Proteus 軟件 運(yùn)行流程 ........................................................................................................ 33 萬年歷的 功能仿真 ............................................................................................................ 35 硬件調(diào)試 結(jié)果 .................................................................................................................... 35 本章小結(jié) ............................................................................................................................. 39 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第 七 章 總結(jié)與展望 ............................................................................................................... 40 參考 文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 41 附錄一：系統(tǒng)電路圖 ............................................................................................................. 42 附錄二：系統(tǒng) PCB板 ............................................................................................................. 43 附錄三：系統(tǒng)程序 …………………………………………………………………………………… ...44 致謝 .............................................................................................................................................. 57 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 萬年歷 是 我國古代傳說中最古老的一部太陽歷。而現(xiàn)在所使用的萬年歷，實(shí)際上就是記錄一定時(shí)間范圍內(nèi)（比如 100 年或更多）的具體陽歷或陰歷的日期的年歷，方便有需要的人查詢使用，與原始?xì)v法并無直接聯(lián)系 。 單片機(jī)以 其 體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭，單片機(jī)開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。 用最少的芯片就能實(shí)現(xiàn)最強(qiáng)大的功能，這是將來電子產(chǎn)品的主流方向，它將無可置疑地一步步取代其它同類產(chǎn)品， 其數(shù)量之大和應(yīng)用面之廣，是其它任何類型的計(jì)算機(jī)所無法比擬的。 另外 液晶 顯示的 萬年歷 已經(jīng)越來越流行，特別適合在家庭居室、辦公室、大廳、會(huì)議室、車站和廣場等 地方 使用， 它具有 顯示清晰直觀、走時(shí)準(zhǔn)確、可以進(jìn)行夜視 等功能 ，并且還可以 擴(kuò)展 出其它 多種功能。 本論文主要研究基于單片機(jī) 的 萬年歷 設(shè)計(jì) 。設(shè)置 3個(gè) 操作鍵： K1：設(shè)置 鍵 ； K2： 上調(diào)鍵 ； K3： 下調(diào)鍵 。 研究內(nèi)容 設(shè)計(jì)目標(biāo)：使基于 STC89C52 單片機(jī)的萬年歷實(shí)現(xiàn)以下四個(gè)功能： 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 具有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能； 具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能； 具有與即時(shí)時(shí)間同步的功能； 具有顯示溫度的功能； 論文章節(jié)安排： 第一章：緒論是介紹了基于 STC89C52 單片機(jī)的萬年歷 研究 意義 ，重點(diǎn)闡述了本課題的研究內(nèi)容和研究工作。因?yàn)橹挥袑纹瑱C(jī)有了更深入的了解，才能設(shè) 計(jì)出更好的單片機(jī)控制系統(tǒng)。 第三章：主要介紹了 設(shè)計(jì)要求和 課題器件選 擇 的論證方案。 第 五 章：軟件基礎(chǔ)主要羅列了實(shí)現(xiàn) 萬年歷 各個(gè)功能的 C語言程序的流程圖，并分別對其進(jìn)行了解釋和分析，最后把各個(gè) C語言子程序在巧妙結(jié)合在一起，共同控制整個(gè)系統(tǒng)，也就形成了實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)所需要的所有軟件基礎(chǔ)。 最后簡要的介紹了硬件調(diào)試中的問題和解決辦法。 本章是論文的緒論部分，著重介紹了萬年歷的研究意義。最后簡單地描述了本論文的整體框架和論文章節(jié)的安排。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及 遠(yuǎn) 程控 制 玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因而在許多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，并且在諸多領(lǐng)域中都發(fā)揮了無可比擬的巨大作用。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型 微處理器 相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件） 和節(jié)約成本。單片機(jī) 的 芯片內(nèi)僅 由 CPU的專用 處理器 發(fā)展而來。 單片機(jī)的特點(diǎn) 單片機(jī)以其卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已深入到各個(gè)領(lǐng)域。因而可以方便地組裝各種智能式控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)、電、儀一體化。很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，為應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來極大方便。在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠的工作，這是其他機(jī)種無法比擬的。很多單片機(jī)廠家逐年擴(kuò)大適應(yīng)各種需要，有針對性地推出一系列型號(hào)產(chǎn)品，使系統(tǒng)開發(fā)工程師有很大的選擇余地。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 低功耗。A 級(jí)，工作頻率從十幾兆可編程到幾十千赫茲。 可以采用 C 語言開發(fā)環(huán)境， 具有 友 好的人機(jī)互交環(huán)境。 單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 單片機(jī)技術(shù)在不斷的發(fā)展，它反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級(jí)以及制造工藝 上。 在目前，用戶對單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步 單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時(shí)器，比較器， A/D 轉(zhuǎn)換器， D/A 轉(zhuǎn)換器，串行通信接口， Watchdog 電路， LCD 控制器等。例如，Infineon 公司的 C 505C， C515C， C167CR， C167CS32FM， 81C90。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)十分有用。有的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有 Fujitsu 公司的MB89850 系列、 MB89860 系列； Motorola 公司的 MC68HC08MR1 MR24 等。 特別引人注目的是：現(xiàn)在有的單片機(jī)已采用所謂的三核 （ TrCore）結(jié)構(gòu)。這種單片機(jī)由三個(gè)核組成：一個(gè)是微控制器和 DSP 核，一個(gè)是數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器核，最后一個(gè)是外圍專用集成電路（ ASIC）。這是目前單片機(jī)最大的進(jìn)步之一。 功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步 現(xiàn)在新的單片機(jī)的功耗越來越小，特別是很多單片機(jī)都設(shè)置了多種工作方式 ，這些工常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。在這種形勢中， Microchip 公司推出的 8 引腳的單片機(jī)特別引人注目。它含有 ～ 2K 程序存儲(chǔ)器， 25～ 128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 6 個(gè) I/O 端口以及一個(gè)定時(shí)器，有的還含 4道 A/D ，完全可以滿足一些低檔系統(tǒng)的應(yīng)用。目前，一般單片機(jī)都可以在 ～ 的條件下工作。 工藝上的進(jìn)步 現(xiàn)在的單片機(jī)基本上采用 CMOS 技術(shù)，但已經(jīng)大多數(shù)采用了 以上的光刻工藝，有個(gè)別的公司，如 Motorola 公司則已采用 甚至是 技術(shù)。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： 可靠性及應(yīng)用越來越水平高 ， 和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向； 所集成的部件越來越多， NS（美國國家半導(dǎo)體）公司的 單片機(jī)已把語音、 圖像 部件也集成到單片機(jī)中，也就是 說，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路 ； 功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。 編程語言的選擇 在 1972 年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的 在 B 語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言，他取了 BCPL 的第二個(gè)字母作為這 種語言的名字， 這就是 C語言。 C 語言程序經(jīng)編譯后生成的目標(biāo)程序代碼效率高，幾乎可以與匯編語言媲美。 C 語言可移植性好，一個(gè) C 語言源程序可以不做改動(dòng)，或者稍加改動(dòng)，就可以從一種型號(hào)的計(jì)算機(jī)移轉(zhuǎn)到另外一種型號(hào)的計(jì)算常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 機(jī)上編譯運(yùn)行。 所以 本系統(tǒng)以 C語言進(jìn)行軟件 設(shè)計(jì)，增加了程序的可讀性和可移植性，便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡潔了。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 三 章 設(shè)計(jì)要求和 方案論證 設(shè)計(jì)要求 具 備在液晶上顯示 年、月、日、星期、時(shí)、分、秒 的 功能； 具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能； 具有與即時(shí)時(shí)間同步的功能； 具有顯示溫度的功能； 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證 方案一 : 采用 AT89S51 芯片作為硬 件核心，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) ，所以 在對電路進(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)，對芯片的多次拔插會(huì)對芯片造成一定的損壞。 同樣具有 AT89S51 的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng) 對電路進(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?能需要燒入程序時(shí)，不需要對芯片多次拔插，所以不會(huì)對芯片造成損壞 ,因此 選擇采用 STC89C52 作為主控制系統(tǒng) 核心 。 方案二： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,若 采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi) ,且價(jià)格也相對較高 ,所以 在此 也不用此種作為顯示。 所以在此設(shè)計(jì)中采用 1602 液晶顯示屏。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。 所以本設(shè)計(jì)采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。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)生較大的測量誤差。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn) 。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各方案所述 ,對此次作品的方案選定 : 采用 STC89C52 作為主控制芯片， DS1302 時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)， DS18B20 采集溫度 ， LCD1602 作為顯示 模塊 。這 也 是完成設(shè)計(jì)的先決條件。 系統(tǒng)硬件概述 本電路是 以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心， 該芯片 具有在線編程功能，功耗 低 ，能在 的 超低壓 下 工作；時(shí)鐘 芯片采用 DS1302，它是一款 高性能、低功耗、 自 帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， 具有使用壽命長，精度高和功耗低 等特點(diǎn)，同時(shí)具有掉電自動(dòng)保存功能 ,可以對年、月、日、 星期 、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能， 其 工作電壓為 ～；溫度檢測模塊 由 DS18B20 構(gòu)成 ,它采用獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊 , 具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn) ,其測溫范圍在 55~+125℃ ,工作電壓為 3v~；顯示部份使用 1602 液晶顯示屏 來實(shí)現(xiàn) ,該顯示屏具有低功耗、壽命長、可靠性高的特點(diǎn)，其工作電壓為 5v。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外， STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下 一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 圖 STC89C52 引腳圖 從引腳功能來看，可將引腳分為三部分 ： 電源及時(shí)鐘引腳 VCC：接 +5V 電源 ； VSS：接地 ； XTAL1 和 XTAL2：時(shí)鐘引腳，外接晶體引線端。 控制引腳 RST/VPT： RST 是復(fù)位信號(hào)輸入端， VPT 是