【正文】 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文西安航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書題目： 基于單片機的數(shù)字萬年歷任務與要求：1：在液晶屏上可以實時顯示年月日時分秒以及星期、溫度等信息 2：可通過按鍵隨時調校和設置年月日時分秒的顯示狀態(tài) 3：具有顯示實時溫度的功能 4：實物制作時間： 　　 年 　月　　日 至 　　 年 　月 日 共 　　周所屬系部： 電子工程學院學生姓名： 學 號： 11202211專業(yè)： 應用電子技術指導單位或教研室： 指導教師： 職 稱： 講師西安航空職業(yè)技術學院制:西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文畢業(yè)設計(論文)進度計劃表日 期 工 作 內 容 執(zhí) 行 情 況 指導教師簽 字教師對進度計劃實施情況總評 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一。西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文基于單片機的數(shù)字萬年歷【摘要】本論文主要闡述了基于單片機實時顯示溫度的數(shù)字萬年歷系統(tǒng)，此設計以STC89C52 單片機為主控制芯片，以 DS1302 時鐘芯片對時間進行計算，以DS18B20 為溫度傳感器對溫度進行采集的系統(tǒng)。系統(tǒng)設計了相關的硬件電路和相關應用程序。系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀 DS1302 子程序、讀出溫度子程序、計算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD 顯示程序等。二十一世紀的今天，最具代表性的計時產品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第二次革命是石英晶體振蕩器的應用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。 課題研究的目的和意義隨著電子技術的迅速發(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。其中電子萬年歷就是一個典型的例子。，分，秒. 數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，車站， 碼頭辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可少的必需品，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數(shù)字鐘的精度，遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。使用 FPGA 時，電路設計比較簡單，通過相應的編程設計，可以很容易的實現(xiàn)控制和顯示、按鍵等功能，是一種可選的方案。方案二：可以使用 51 系列單片機 AT89S52，同樣可完成控制、顯示、鍵盤等功能，電路設計和制作比較簡單，系統(tǒng)的構建簡潔、易行，能方便的實現(xiàn)系統(tǒng)功能，成本也低具有良好的性價比。 實時時間計算方案論證方案一：AT89S52 單片機內部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進行計數(shù)，從而達到計時功能，只要使用 的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時，但因為只有單一的計時功能要實現(xiàn)“萬年歷”的功能需要較復雜的程序，而且如果單片機掉電無法繼續(xù)進行計時，所以使用不便。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與 31 天時可以自動調整，且具有閏年補償功能。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。綜合所述兩種方案，宜采用方案(2)實現(xiàn)實時計時功能。西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文方案二：利用一線制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，該溫度傳感器功率消耗低、準確率高，而且比傳統(tǒng)的溫度傳感器有更好的線性表現(xiàn)，并且電路簡單，是單總線控制，使得系統(tǒng)的調制與維護比較簡單，以及抗干擾能力較傳統(tǒng)也比較理想。 顯示模塊的方案選擇方案一：用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管的優(yōu)點是亮度高，顯示大，驅動部份的軟件簡單，但數(shù)碼管一般只適合數(shù)字顯示，并且占用的 IO 多，電路復雜。綜上所述，顯示模塊利用 LCD1602 液晶顯示屏。除此之外本系統(tǒng)還包括電源模塊、按鍵處理模塊以及單片機最小系統(tǒng)。單片機采用 STC89C52 單片機，采用 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差；溫度采集利用溫度傳感器DS18B20，利用單總線占用單片機的 IO 口少，便于控制與調試；顯示電路采用LCD12864 液晶屏，采用串行傳輸，占用的單片機 IO 端口少；按鍵采用獨立式按鍵，可以減少程序的編寫，并且可以減少干擾，更好地控制；報警電路與傳統(tǒng)的一樣，可以更好地實現(xiàn)人機互動。STC89C52 單片機是深圳宏晶科技有限公司生產的一種單片機，在一小塊芯片上集成了一個微型計算機的各個組成部分。最高允許振蕩頻率是 12MHZ，以上各個部分通過內部總線相連接。西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文圖 STC89C52 單片機的 40 個引腳中有 2 個專用的電源引腳 20 腳為電源負 40腳為電源正；2 個外接晶振的引腳 18 和 19 引腳；4 個控制或與其它電源復用的引腳；以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳分別是 P0 口（22 腳～39 腳） 、P1 口（1腳～8 腳） 、P2 口（21 腳～28 腳）及 P3 口（10 腳～17 腳） 。P3 口的第 2 功能見下表 表 1 單片機 管腳含義引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0 請求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1 請求輸入端，低電平有效） T0（時器/計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖端） T1（時器/計數(shù)器 1 數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效）西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文 51 單片機最小系統(tǒng)51 單片機的最小系統(tǒng)包括：時鐘振蕩電路、復位電路、電源電路、程序儲存控制電路。特別是該系列單片機片內的 Flash 可編程、可擦除只讀存儲器(E~PROM)，使其在實際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。傳感器輸出信號進 的上拉電阻直接接到單片機的引腳上。該器件將半導體溫敏器件、A/D 轉換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。（2）系統(tǒng)成本：由于計算機技術和微電子技術的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來越強大，體積越來越小，而價格也越來越低。（4）系統(tǒng)的調試和維護：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡化，給系統(tǒng)的調試帶來方便。如圖 34 為 DS18B20 的外觀圖和封裝圖 圖 的外觀圖和封裝圖 溫度采集模塊電路DS18B20 溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口 DQ ，外供電源線 VDD，共用地線 GND。這種情況下，用單片機的一個 I/O 口來完成對 DS18B20 總線的上拉。在本設計中采用外部供電方式實現(xiàn) DS18B20 傳感器與單片機的連接，其接口電路圖如圖 35 所示。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，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 是 DS1202 的升級產品，與 DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。當 Vcc2 大于 Vcc1+ 時，Vcc2 給 DS1302 供電。如下圖 36 為 DS1302 的引腳圖圖 36 為 DS1302 的引腳圖 DS1302 控制字介紹如下表 2DS1302 控制字表控制字的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302 中。讀數(shù)據(jù)：讀數(shù)據(jù)時在緊跟 8 位的控制字指令后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿，讀出DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（0 位）開始。 如為 0，表示要進行寫操作，控制字后 SCLK 下降沿 讀數(shù)據(jù) SCLK 上升沿寫數(shù)據(jù) 表 2 DS1302 控制字表 DS1302 實時時間采集電路DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。它由若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。顯著特征是微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中?！?　 第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器?！?　 第 6 腳：E(或 EN)端為使能(enable)端。西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文　 　 第 15～16 腳：空腳或背燈電源。 LCD1602 的指令表表 3 LCD1602 的指令表 它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。高電平表示有效，低電平則無效指令 4：顯示開關控制。指令 10：寫數(shù)據(jù)指令 11：讀數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊電路圖本課題設計的溫度控制系統(tǒng)是采用液晶屏 LCD1602 作為顯示模塊，其接口原理圖如圖 310 所示：圖 上圖是利用了 LCD1602 的并行顯示，占用了單片機的所有 P0，RES 為 10K的排阻，對 P0 的所有 I/O 進行上拉。其中的電阻為上拉電阻 電源模塊電路本電源模塊采用 L7805 穩(wěn)壓塊，輸出為 5V。7805 穩(wěn)壓管把高電壓轉換到低電壓，7805 穩(wěn)壓管具有保護單片機的作用。電源配以開關和指示燈，以方便使用。圖 西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文系統(tǒng)的軟件語言主要是采用 C 語言，對單片機進行編程以實現(xiàn)各項功能。用的是循環(huán)查詢方式，來顯示和控制溫度，主程序的主要功能是負責時間的實時顯示以及溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當前溫度值并負責調用各子程序,其程序流程如圖 41 系統(tǒng)程序流程圖。其程序流程圖如圖 43 所示。其程序流程框圖如圖 44 所示。所得收獲：通過幾周的努力，基于單片機的數(shù)字萬年歷的畢業(yè)設計終于在我的努力下完成了。在這次畢業(yè)設計過程中。畢業(yè)設計使我有機會把自己平時理論學習能夠運用到實際中去，理論與實踐相結合使我對自己的畢業(yè)設更加得心應手，在設計過程中同樣也發(fā)現(xiàn)自己在各方面還存在不少問題，但經過自己細心修復后一切正常。 畢業(yè)設計對我來說，是三年來所學的所有知識的一個非常全面的綜合性應用，涉及的理論知識面也很廣，需要了解各方面的知識，是理論與實踐相結合的最好體現(xiàn)，也是對我們大學三年生活的一種肯定，所以我們大家都是用心去把它做到最好，畢業(yè)論文的編寫經過了很長的時間，也發(fā)現(xiàn)了很多問題，但是在發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的同時，不僅鞏固了自己的知識，更加鍛煉了自己的動手能力。北京 2022年【 6】 譚浩強 編著.《C 程序設計》.【 7】 楊 加 國 主 編 .《單片機原理與應用及 C51 程序設計》.清華大學出版社 2022 年【 8】 劉 文 濤 編 著 .《單片機應用開發(fā)實例》.清華大學出版社 2022 年【 9】 蔡美琴,張為民等.《MCS51 系列單片機系統(tǒng)及其應用》(06).【 10】 DS18B20 百 度 百 科 . 【 11】 STC89C52 百 度 百 科 . 【 12】 DS1302 百 度 百 科 . 西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文附錄一 系統(tǒng)總體電路圖西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文附錄二 系統(tǒng)總體仿真電路圖西安航空職業(yè)技術學院 基于單片機的數(shù)字萬年歷 畢業(yè)設計論文附錄三 系統(tǒng)程序主函數(shù)includeincludedefine uint unsigned intdefine uchar unsigned charuchar a,miao,shi,fen,ri,yue,nian,week,flag,key1n,temp。sbit en=P2^2。 //如果硬件上 rw 接地，就不用寫這句和后面的 rw=0 了sbit led=P2^6。sbit SCLK=P1^0。sbit ACC0=ACC^0。//校時按鍵與 C51 的引腳連接定義sbit key