基于单片机的电子万年历设计
- 格式:doc
- 大小:4.20 MB
- 文档页数:35
基于单片机的万年历设计一、系统总体设计基于单片机的万年历系统主要由单片机控制模块、时钟模块、显示模块、按键模块和电源模块等组成。
单片机控制模块是整个系统的核心,负责处理和协调各个模块之间的数据传输和控制信号。
通常选用具有较高性能和稳定性的单片机,如 STC89C52 等。
时钟模块用于提供准确的时间信息,常见的有 DS1302 等芯片,能够实现年、月、日、时、分、秒的精确计时。
显示模块用于将时间等信息直观地展示给用户,可采用液晶显示屏(LCD)或数码管。
LCD 显示效果清晰、美观,但成本相对较高;数码管则价格低廉,显示简单明了。
按键模块用于用户对万年历进行设置和操作,如调整时间、设置闹钟等。
电源模块为整个系统提供稳定的电源供应,保证系统的正常运行。
二、硬件设计1、单片机最小系统单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振电路为单片机提供时钟信号,保证其正常工作;复位电路则用于在系统出现异常时将单片机恢复到初始状态。
2、时钟模块电路DS1302 时钟芯片通过串行方式与单片机进行通信,其引脚连接到单片机的相应 I/O 口。
通过对 DS1302 进行读写操作,可以获取和设置时间信息。
3、显示模块电路若采用 LCD1602 液晶显示屏,其数据线和控制线与单片机的 I/O 口相连。
通过编程控制单片机向 LCD 发送指令和数据,实现时间等信息的显示。
4、按键模块电路通常使用独立按键,将按键的一端接地,另一端连接到单片机的I/O 口,并通过上拉电阻保证在按键未按下时引脚处于高电平。
当按键按下时,引脚电平被拉低,单片机通过检测引脚电平的变化来判断按键的操作。
三、软件设计软件设计主要包括主程序、时钟模块驱动程序、显示模块驱动程序和按键处理程序等。
主程序负责初始化各个模块,并进行循环检测和处理。
在循环中,不断读取时钟模块的时间数据,然后通过显示模块进行显示,并检测按键是否有操作。
时钟模块驱动程序根据 DS1302 的通信协议,实现对时钟芯片的读写操作,从而获取和设置时间。
基于单片机的电子万年历设计一、概述随着科技的快速发展和人们对生活品质的追求,电子设备在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
电子万年历作为一种集日期、时间显示于一体的实用电子产品,已经深入到人们的日常生活和工作中。
传统的机械式日历已经无法满足现代人对时间精确性和功能多样性的需求,基于单片机的电子万年历设计应运而生,成为了当前研究的热点之一。
基于单片机的电子万年历设计,旨在利用单片机(如STC89CAT89C51等)的强大计算和控制能力,结合液晶显示屏(LCD)、按键输入等外设,实现时间的准确显示、日期的自动更新、闹钟提醒、温度显示等多样化功能。
该设计不仅具有高度的集成性和可靠性,而且能够通过编程实现各种定制化的功能,满足不同用户的需求。
本文将对基于单片机的电子万年历设计进行详细的介绍和分析,包括设计思路、硬件组成、软件编程等方面。
通过本文的阅读,读者可以了解电子万年历的基本原理和设计方法,掌握单片机在电子万年历设计中的应用技巧,为实际的开发工作提供有益的参考和借鉴。
1.1 研究背景与意义随着科技的不断进步,人们日常生活和工作中对于时间的精度和便捷性的要求日益提高。
传统的机械式日历和简单的电子时钟已经无法满足现代生活的需求。
电子万年历作为一种集时间显示、日历查询、定时提醒等多功能于一体的电子装置,在日常生活、工作乃至科研领域都具有广泛的应用价值。
基于单片机的电子万年历设计,不仅可以提供准确的时间显示,还能实现复杂的日期计算、农历显示、节假日提示等功能,极大地提高了时间管理的效率和便捷性。
单片机作为一种集成度高、功耗低、价格适中的微型计算机,非常适合用于小型化、智能化的电子产品设计,如电子万年历。
本研究的意义在于,通过对基于单片机的电子万年历的设计研究,可以推动微型计算机技术和电子时钟技术的融合发展,提升电子产品的智能化水平,满足人们日益增长的生活和工作需求。
同时,该研究还可以为相关领域的技术人员提供参考和借鉴,推动电子万年历产品的不断创新和优化。
单片机课程设计报告电子万年历单片机课程设计报告:电子万年历一、设计简介在本次单片机课程设计中,我们选择了电子万年历作为设计主题。
电子万年历是一种结合了数字电路、单片机技术和实时时钟(RTC)技术的电子产品,它具有显示年份、月份、星期、日、时、分、秒的功能,还可以根据用户的需求进行定时、闹钟、报时等功能。
二、硬件设计我们采用了基于8051内核的单片机作为主控芯片。
该单片机具有丰富的I/O 端口,适于实现各种复杂的输入输出操作。
此外,它还内置了定时器和中断控制器,可以很方便地实现实时时钟功能。
1.显示模块:为了方便用户查看时间信息,我们选用了LCD显示屏作为显示设备。
LCD屏具有功耗低、体积小、显示内容丰富等优点。
2.实时时钟(RTC)模块:我们采用了常用的DS1302芯片作为实时时钟模块。
该芯片可以提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息,而且还有可编程的报警功能。
3.按键模块:为了实现人机交互,我们设计了一组按键。
用户可以通过按键来调整时间、设置闹钟等。
4.电源模块:为了保证系统的稳定工作,我们采用了稳定的5V直流电源。
三、软件设计我们采用了C语言编写程序。
程序主要由以下几个部分组成:1.主程序:主程序主要负责读取RTC模块的时间信息,并控制LCD显示屏显示时间。
同时,主程序还要检测按键输入,根据用户的需求进行相应的操作。
2.RTC驱动程序:为了正确地读取和设置DS1302芯片的时间信息,我们编写了相应的驱动程序。
驱动程序包括初始化和读写寄存器两部分。
3.按键处理程序:按键处理程序用于检测按键输入,并根据按键值执行相应的操作。
比如,用户可以通过按键来增加或减少时间,设置闹钟等。
4.LCD显示程序:LCD显示程序用于控制LCD显示屏的显示内容。
在本设计中,我们使用了点阵字符库,将时间信息以字符的形式显示在LCD屏上。
四、测试与验证为了确保我们的电子万年历设计正确无误,我们进行了以下的测试和验证:1.硬件测试:首先,我们对硬件电路进行了测试,确保每个模块都能正常工作。
基于单片机控制的电子万年历设计1设计要求功能:电子万年历能显示阳历、时间、室温,并能表明是否是闰年,通过按键实现切换。
本课题以单片机为核心,设计并制作出智能LCD电子钟,具有以下基本功能:计时、秒、分、时、天、周、月、年;能进行时间、年份、日期、星期显示;能区分是否闰年;能检测室温并显示。
扩展功能部分可以通过控制按键使时间暂停、可以调整校正时间并通过按键切换轮流显示时间、年份、日期、星期。
2方案论证与对比2.1液晶显示器控制方式选择采用LCD液晶显示,具有超精致影像画质、十足平面显示、节省空间、节省能源等优点,但按控制方式不同,LCD可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。
可根据不同需要采用不同的方式。
方案一被动矩阵式LCD被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制,反应速度也较慢。
由于画面质量方面的问题,使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器,但成本低廉。
方案二主动矩阵式LCD目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD,也称TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)。
TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管,可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。
与CRT显示器相比,LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、占据较少的桌面及耗电量较小,但CRT技术较为稳定成熟。
相比之下,本设计当中选用方案二主动矩阵式LCD方式。
2.2 并行接口动态显示电路选择可以采取串行接口动态显示电路或者并行接口动态显示电路,比较如下:方案一串行接口动态显示电路利用8051系列单片机内部的串行接口,也可以实现动态显示及键盘处理。
这样不但可以节省8051的并行I/O接口,而且在大多数不用单行口的情况下,可免于扩展接口。
在这种方法中,串行口工作在方式0状态,相当于一个移位寄存器,其输入/输出通过RXD引脚,移位脉冲则由TXD输出。
每次输入或输出8位数据(一个字节)。
万年历是一种可以显示年、月、日、星期的电子设备,广泛应用于日常生活和办公场所。
本文将介绍一个基于STM32单片机的万年历的设计思路和实现过程。
首先,我们需要明确设计目标。
在这个项目中,我们的目标是使用STM32单片机开发一个功能齐全、易于操作的万年历。
具体地说,这个万年历应该能够显示当前的年、月、日和星期,并且能够进行日期的加减操作,同时应该具备一些辅助功能如闹钟设置、倒计时等。
接下来,我们需要进行硬件设计。
首先需要选择适当的显示屏,比如常见的LCD或OLED屏幕。
然后,我们需要选择合适的按键和外部触发器,用于用户的交互输入。
同时,还需要添加一些必要的接口,如USB接口用于数据传输和维护。
在软件设计方面,我们需要定义合适的数据结构来存储日期、时间、闹钟等信息。
同时,需要编写相应的程序来实现日期的显示和更新、日期的加减、闹钟的设置等功能。
在实现倒计时功能时,我们可以使用定时器中断来实现精确的计时。
此外,为了提高用户体验,我们可以添加一些额外的功能。
比如,我们可以为万年历设计一个简洁美观的用户界面,考虑使用图形库绘制用户界面元素。
同时,可以添加一些实用的功能如温湿度监测、天气预报等。
最后,在整个开发流程结束后,我们需要进行集成测试和调试,确保万年历的各项功能正常运行。
并且,我们还可以考虑为万年历添加一些优化和改进措施,如增加存储容量、优化节能技术等。
综上所述,基于STM32单片机的万年历设计主要涉及硬件设计和软件设计两个方面。
通过精心的设计和合理的实现,我们可以开发出一款功能丰富、易于使用的万年历产品,满足用户的各种需求。
基于单片机的多功能电子万年历设计引言在现代社会中,计算机及其应用已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
计算机科技的发展不仅使我们的生活更加便捷,还为我们提供了更多的娱乐和功能选择。
在这样一个科技高度发达的时代,电子万年历作为一种基于单片机技术的应用产品,正逐渐走进人们的生活。
而本文将着重对基于单片机的多功能电子万年历进行设计与实现。
一、设计目标本次设计主要是基于单片机的多功能电子万年历。
设计目标包括:1.显示日期、时间和星期几的功能。
2.具备日历计算功能,能够计算今天是该年的第几天,该周的第几天等信息。
3.具备闹钟和定时器功能。
二、设计思路基于单片机的多功能电子万年历的设计理念是通过单片机与LCD显示屏、温度传感器、按键等外设组合实现多种功能。
具体实现步骤如下:1. 使用单片机和RTC(Real-Time Clock)芯片实现时间的获取和处理。
RTC芯片可以提供准确的时钟信息,单片机可以通过与RTC芯片的通信来读取时钟信息,并进行相应的处理。
2.使用单片机与LCD显示屏进行通信,将获取的时间、日期和星期信息显示在LCD显示屏上。
3.设计按键接口,通过按键的触发实现切换功能或进行相应操作。
例如,通过按键的触发可以实现日期、时间的调整,以及闹钟和定时器的设置等。
4.使用单片机和温度传感器实现温度测量功能。
通过温度传感器读取当前温度信息,并将其显示在LCD屏幕上。
5.使用定时器功能实现闹钟和定时器的功能。
单片机可以通过定时器来控制闹钟和定时器的开启与关闭,并通过LCD屏幕上的显示提醒用户。
三、电路设计本次设计中需要使用的元器件主要包括单片机、RTC芯片、LCD显示屏、温度传感器和按键。
其中,单片机为本次设计的核心控制器,RTC芯片用于提供准确的时钟信息,LCD显示屏用于显示时间、日期和其他信息,温度传感器用于测量当前温度信息,按键用于触发相应的操作。
四、软件设计本次设计中需要编写相应的软件程序,用于读取RTC芯片提供的时钟信息,并将其显示在LCD屏幕上。
基于单片机的万年历设计报告一、研究意义随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临,各种各样的小型智能家电产品陆续出现在我们的生活当中。
日历是人们不可或缺的日常用品。
但一般日历都为纸制用品,使用不便,寿命不长。
电子万年历采用智能电子控制和显示技术,改善了纸制日历的缺陷。
本设计以AT89S52单片机为核心,构成单片机控制电路,AT89C52是一种带8K字节闪速可编程可擦除只读存储器(PEROM)的低电压、高性能CMOS 8位为控制器。
该器件采用ATMEL 非易失存储器制造技术制造,与工业标准的80C51和80C52指令集和输出管脚相兼容。
结合DS1302时钟芯片和24C02 FLASH存储器,完成时间的自动调整和掉电保护,全部信息用液晶显示。
时间、日期调整由三个按键来实现,并可对闹铃开关进行设置。
日历能显示阳历和阴历年、月、日以及星期、时、分、秒。
在显示阴历月份时,能标明是否闰月。
二、总体方案设计本设计以AT89S52单片机为核心,构成单片机控制电路,结合DS1302时钟芯片和24C02 FLASH存储器,显示阳历的年、月、日、星期、时、分、秒和阴历的年、月、日,在显示阴历时间时,能标明是否闰月,同时完成对它们的自动调整和掉电保护,全部信息用液晶显示出来。
输入接口由三个按键来实现,用这三个按键可以对日期和时间进行调整,并可以对闹铃的开关和闹铃的时间进行设置。
闹铃功能通过蜂鸣器来实现。
软件控制程序实现所有的功能。
整机电路使用+5V稳压电源,可稳定工作。
系统框图如图2-1所示,其软硬件设计简单,时间记录准确,可广泛应用于长时间连续显示的系统中。
三、系统硬件设计按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、存储模块、键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成,电路系统构成框图如图3-1所示。
主控芯片使用52系列AT89S52单片机,时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302,存储模块采用美国ATMEL公司生产的低功耗CMOS串行EEPROM存储芯片AT24C02。
基于单片机的万年历设计毕业设计**基于单片机的万年历设计****引言**在当今科技高速发展的时代,电子产品已经深入到我们的生活的方方面面。
其中,基于单片机的电子设计在各个领域都有着广泛的应用,其灵活性和可编程性使得单片机成为了电子设计中的主力。
本文将介绍基于单片机的万年历设计,通过利用单片机的功能和特性,实现一个功能强大、易用便捷的万年历系统。
**设计目的**本设计的目的是利用单片机技术设计一个能够显示年、月、日、星期的万年历,同时具备节气、节假日、农历等信息显示的功能。
通过这个设计,可以方便人们查看日期信息,了解节气、节假日和农历等重要信息,提高生活效率。
**设计原理**1. **单片机选择**本设计选择常用的单片机作为控制核心,如ATmega328P,它具有良好的性能和丰富的外设,能够满足日历系统的要求。
2. **时钟模块**时钟模块采用DS1302实时时钟芯片,通过与单片机的串行通信接口进行数据交换,实现对时间的精准控制和显示。
3. **LCD显示模块**使用液晶显示器(LCD)作为显示器件,能够清晰地显示日期、星期、节气、节假日等信息,用户界面友好。
4. **数据存储**利用单片机内部的EEPROM或外部的存储器,存储一些固定信息,如节假日、节气等,以及用户设置的一些参数,保证系统断电后数据不丢失。
5. **算法设计**设计合适的算法来计算农历、节气等信息,并将其与公历对应显示,保证信息的准确性和可靠性。
**系统功能**1. **日期显示**系统能够实时显示当前的公历日期和星期,用户可以随时了解到当前的时间信息。
2. **节气显示**根据当前日期计算节气,并显示在屏幕上,用户可以了解到当前所处节气,增强生活的趣味性。
3. **节假日提醒**系统能够根据预设的节假日信息,在节假日前一天提醒用户,并显示节假日名称,方便用户做好假期安排。
4. **农历转换**系统能够将当前公历日期转换为农历日期,并显示在屏幕上,用户可以了解到农历日期的信息。
基于单片机的多功能电子万年历的设计摘要随着科技的快速发展,自从观太阳、摆钟到现在电子钟,人类不断研究,不断创新纪录。
本文主要介绍了基于单片机的智能电子万年历的研制,该万年历能够实时显示公历年、月、日、时、分、秒,以及对应的农历日期、24节气、天干地支、闹铃功能,同时还能够实时测取环境温度。
本系统的硬件部分主要由A VR单片机、时钟芯片、温度传感器等部件组成,文中给出了详细的硬件设计实现及相关电路图;软件部分主要包含公历转农历的算法设计模块、显示模块、时间的读取、温度的检测模块,按键的扫描输入模块等,文中给出了系统的软件程序流程图及各功能模块的软件程序清单,最后介绍了整体系统的设计实现、仿真及调试过程,给出了下一步的改进方案等。
关键词:单片机;液晶技术;万年历;时钟芯片Design of Multifunctional digital Perpetual Calendar Based on MCUAbstractWith the development of technology,Since the concept of the sun, Baizhong, andnow the electronic bell,human beings continue to study and constant innovation record。
This paper-based Microcontroller Development of Intelligent electronic calendar, The calendar can display real-time in the calendar year, month, day, hours, minutes and seconds,a nd the correspond ing date of the Lunar New Year, 24 Solar Terms,at the same time also to real-time measurement from the ambient temperature,In addition to the user through the keyboard input years of history,for the correspond ing period of the Lunar.The system hardware from some of the major A VR microcontroller, a number of digital control, decoder, the clock chip,temperature sensors and other components,the paper gives a detailed design and implementation of hardware and related circuit;Software contains some of the major Lunar calendar to the algorithm design module,dynamic digital display modules,time to read,temperature detection module,Press enter the scanning module.In this paper, the system software modules and flow chart of the list of software programs,Finally, the realization of the overall system design, simulation and debugging process, the next step is the improvement programmes.Keywords:MCU;crystal technology;Calendar;Clock chip目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题的背景与意义 (2)1.2 数字万年历的现状与发展 (2)1.3 论文的主要工作及章节安排 (3)1.4 本章小结 (3)第2章方案论证比较.............................................................................. (4)2.1 多功能数字万年历系统概述 (4)2.2计时方案 (4)2.3温度检测方案 (5)2.4显示方案 (5)2.5本章小结 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1 主控制器ATmega16 单片机介绍 (6)3.2 时钟电路DS1302 (6)3.3 温度检测DS18B20 (7)3.4 动态显示 (8)3.5 键盘接口 (8)3.6 语音闹铃模块 (8)3.7 电源设计 (9)3.8本章小结 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1 公历计算显示程序设计 (13)4.1.1 DS1302 内部寄存器 (13)4.1.2 时间读取程序设计 (15)4.2 农历转换程序设计 (16)4.2.1 公历转农历算法研究 (16)4.2.2 干支纪年简介 (18)4.2.3 公历转农历程序 (18)4.3 温度测量程序设计 (20)4.3.1 DS18B20 的测温原理 (20)4.3.2 温度程序 (21)4.4 二十四节气算法研究 (23)4.5系统仿真 (24)4.6本章小结 (25)结论与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 A 电子万年历原理图 (29)附录 B 外文文献与译文 (30)英文原文: (30)中文译文: (33)附录 C 参考文献题录及摘要 (35)附录 D 电子万年历源程序 (37)插图清单图2-1 数字万年历系统框图 (4)图3-1 DS1302与ATmega16连接图 (7)图3-2 DS18B20与AtMEGA16连接图 (8)图3-3 报时电路 (9)图3-4 稳压电源原理图 (10)图3-5 电源电路 (10)图4-1 系统程序流程图 (13)图4-2 公历程序流程图 (14)图4-3 DS18B20测温原理 (21)表格清单表3-1 LCD12864显示内容 (8)表4-1 DS1302的寄存器及其控制字 (14)表4-2 RS位配置 (15)引言人类的日常生活离不开时间,任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间。
(2)31 8 位暂存数据存储RAM(3)串行 I/O 口方式使得管脚数量最少(4)宽范围工作电压2.0 5.5V(5)工作电流 2.0V 时,小于300nA(6)读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式(7)8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配(8)简单 3 线接口(9)与 TTL 兼容Vcc=5V(10)可选工业级温度范围-40~+85优点:串行接口的日历时钟芯片,使用简单,接口容易,与微型计算机连线较少等特点,在单片机系统尤其是手持式信息设备中己得到了广泛的应用。
所以,最终选择串行时钟芯片DS1302,DS1302的管脚图如图2所示。
图2 DS1302管脚图1.2显示模块选择方案一:LED数码管显示数码管显示比较常用的是采用CD4511和74LS138实现数码转换,数码显示分动态显示和静态显示,静态显示具有锁存功能,可以使数据显示得很清楚,但浪费了一些资源。
目前单片机数码管普通采用动态显示。
编程简单,但只能显示数字,不能显示中文。
方案二:LCD1602能够显示英文和数字。
1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。
所以最终选择LCD1602。
2.项目功能模块2.1 89C51模块Mcs-51单片机管脚图图如图3所示:单片机管脚图2.2 1602液晶显示模块1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。
单片机课程设计--基于51单片机的万年历单片机课程设计基于 51 单片机的万年历一、引言在现代生活中,时间的准确记录和显示对于我们的日常生活和工作具有重要意义。
万年历作为一种能够同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息的设备,给人们带来了极大的便利。
本次课程设计旨在利用 51 单片机实现一个简单实用的万年历系统。
二、系统设计方案(一)硬件设计1、单片机选型选择经典的 51 单片机,如 STC89C52 单片机,其具有性能稳定、价格低廉、资源丰富等优点,能够满足本设计的需求。
2、显示模块采用液晶显示屏(LCD1602)作为显示设备,能够清晰地显示数字和字符信息。
3、时钟芯片选用DS1302 时钟芯片,它可以提供精确的实时时钟数据,包括年、月、日、星期、时、分、秒等。
4、按键模块设置三个按键,分别用于调整时间、选择调整项(年、月、日、时、分、秒等)以及切换显示模式(正常显示和设置模式)。
(二)软件设计1、主程序流程系统初始化后,首先读取 DS1302 中的时间数据,并将其显示在LCD1602 上。
然后进入循环,不断检测按键状态,根据按键操作进行相应的时间调整和显示模式切换。
2、时间读取与显示程序通过与 DS1302 进行通信,读取实时时间数据,并将其转换为适合LCD1602 显示的格式进行显示。
3、按键处理程序检测按键的按下状态,根据不同的按键执行相应的操作,如调整时间、切换显示模式等。
三、硬件电路设计(一)单片机最小系统单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振电路为单片机提供时钟信号,复位电路用于系统初始化时将单片机的状态恢复到初始值。
(二)显示电路LCD1602 显示屏通过数据总线和控制总线与单片机相连。
数据总线用于传输要显示的数据,控制总线用于控制显示屏的读写操作和显示模式。
(三)时钟电路DS1302 时钟芯片通过串行通信接口与单片机进行通信。
单片机通过发送特定的指令和数据,对 DS1302 进行读写操作,获取或设置时间信息。
保密类别编号毕业论文基于单片机的电子万年历的设计与实现摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具,对现代社会越来越流行.它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能,而且DS1302的使用寿命长,误差小。
对于数字电子万年历采用直观的数字显示,可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息,还具有时间校准等功能。
该电路采用AT89S52单片机作为核心,功耗小,能在3V的低压工作,电压可选用3~5V电压供电。
本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计,可以显示年月日时分秒及周信息,具有可调整日期和时间功能.在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。
在硬件与软件设计时,没有良好的基础知识和实践经验会受到很大限制,每项功能实现时需要那种硬件,程序该如何编写,算法如何实现等,没有一定的基础就不可能很好的实现.在编写程序过程中发现以现有的相关知识要独自完成编写任务困难重重,在老师和同学的帮助下才完成了程序部分的编写.关键词:单片机万年历DS1302 STC89C52第1章绪论 (1)1。
1 课题研究的背景 (1)1。
2 国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 (1)1。
3 本课题研究的目的 (1)第2章系统基本方案选择和论证 (1)2。
1 单片机芯片的选择 (1)2.2 显示模块选择方案和论证 (1)2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (1)2。
4 温度传感器的选择方案与论证 (2)第3章系统的硬件设计与实现 (3)3.1电路设计框图 (3)3.2 主要单元电路的设计 (4)3.3 单片机中断系统 (5)3.4 温度采集模块设计 (8)3。
5显示模块的设计 (9)3.6系统的软件设计 (10)结论1。
硬件测试 (12)2.软件测试 (12)参考文献 (13)附录 (14)后记 (16)第1章绪论1.1 课题研究的背景随着微电子技术和超大规模集成电路技术的不断发展家用电子产品不但种类日益丰富而且变得更加经济实用。
毕业论文(设计)题目基于单片机的电子万年历的设计与制作摘要单片机应用技术飞速发展,从导弹的导航装置到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机。
单片机是集CPU、RAM、ROM 、定时、计数和多种接口于一体的微控制器。
它体积小,成本低,功能强,广泛应用于智能产业和工业自动化上。
本文通过对一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计,系统由主控制器STC89C52为控制中心,DS12C887产生时钟,DS18B20产生温度,12864液晶显示对日期、时间等进行显示,按键可以设置时间、闹钟等。
能实现时钟、日历、时间和温度显示的功能。
今后万年历将会朝着精准度更高,外观更加美丽,价格更加实惠的方向发展,并且将会出现更多的辅助功能。
关键词:单片机,农历查询,万年历,温度显示ABSTRACTAs the rapid development of Single-chip Microcomputer Application technology, from the navigation device of missile to the various instruments on the aircraft control and from computer communication network and data transmission to industrial real-time automation process control and data processing, as well as the extensive use of the smart card and electronic pets in live, All of this is inseparable from the microcontroller. SCM is set to CPU, RAM, ROM, timing, counting and multiple interfaces in one microcontroller. It has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation.This paper designed a electronic clock which can achieve calendar function based on microcontroller, the system consists of main controller STC89C52, clock circuit, display circuit, DS12C887circuit, and a reset circuit components,the main control system as the control center, DS12C887 generates a clock, DS18B20 generates temperature, a 12864 LCD display the date and time, the key can set the time, alarm clock, achieved the clock calendar and time display function.In the future, the calendar will be more accurate, look more beautiful; more affordable prices of the direction of development, and will appear more auxiliary function.Keywords: Monolithic single-chip,lunar calendar demand, perpetual calendars display temperature目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 电子万年历的发展 (1)1.3 电子万年历设计 (1)第2章设计要求与方案论证 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 方案论证 (3)2.2.1 控制部分方案设计 .......................................... .32.2.2 显示部分的设计 ........................................... ..42.2.3 单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.4 时钟芯片的选择方案和论证 (4)2.2.5 温度传感器的选择方案和论证 (5)2.2.6 电源的选择方案 (5)第3章硬件设计 (6)3.1 电路的设计框图 (6)3.2 主要单元电路的设计 (6)3.2.1 单片机主控电路设计 (6)3.2.2 时钟振荡电路设计 (8)3.2.3 复位电路设计 (9)3.2.4 温度传感器电路设计 (9)3.2.5 时钟电路设计 (12)3.2.6 显示电路设计 (13)3.2.7 按键电路设计 (16)3.2.8 报警电路设计 (16)第4章软件设计 (17)4.1 程序流程图 (17)4.1.1 主程序流程 (17)4.1.2 时间调整程序流程图 (18)4.1.3 时钟芯片读写程序流程 (20)4.1.4 温度测量元件控制程序流程 (20)4.1.4 公历转换成农历的基本原理 (21)4.2 操作与调试 (22)4.2.1 软件调试 (22)4.2.2 万年历实物 (23)总结与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录一:系统硬件原理图 (29)附录二:元器件清单 (30)附录三:设计程序 (31)第1章绪论1.1 课题的背景随着社会的发展和科技水平的提高,人类获得和计算时间的方法,历经观天阳、摆钟到现在电子钟,经过不断发展和创新,计时的精度越来越准确。
一、引言电子万年历是一种以数字形式实时显示日期、星期和时间等信息的电子设备。
在现代人日常生活中,万年历是一种常见的小型电子产品。
本文将基于51单片机设计一款简单实用的电子万年历。
二、设计原理1.时钟模块:采用DS1302实时时钟模块。
DS1302通过三线式串行接口与51单片机进行通信,可以实时获取日期、星期和时间等信息。
2.显示模块:使用数码管显示日期、星期和时间等信息。
共使用四块共阳数码管,采用数码管模块进行驱动,通过IO口进行数据传输。
3.按键模块:设计四个按键,分别为设置、上、下和确定。
通过按键来调整日期、星期和时间等信息。
4.闹钟功能:加入闹钟功能,可以设定闹钟时间,到达设定时间时,会有提示音。
5.温湿度传感器:加入温湿度传感器,可以实时监测环境温湿度,并在数码管上进行显示。
6.外部电源:由于51单片机工作电压较高,需要使用外部电源进行供电。
三、硬件设计1.电源电路:使用稳压电源芯片LM7805进行5V稳压,将稳压后的电压供给单片机和各个模块。
2.时钟模块:DS1302模块与单片机通过串行通信进行连接。
时钟模块上的时钟信号、数据信号和复位信号分别与单片机的IO口相连。
3.数码管显示模块:共有四块共阳数码管,通过595芯片进行驱动。
单片机的IO口与595芯片的串行、时钟和锁存引脚相连,595芯片的输出引脚与数码管的各段相连。
4.按键模块:通过电阻分压来实现按键功能,按下按键时,相应的IO口会被拉低。
5.闹钟功能:使用蜂鸣器来产生提示音,通过IO口与单片机相连。
6.温湿度传感器:使用DHT11温湿度传感器。
传感器的数据引脚通过IO口与单片机相连。
四、软件设计1.时钟显示:通过DS1302获取日期、星期和时间等信息,将其转化为数码管需要的编码格式,并通过595芯片进行显示。
2.按键操作:对按键进行扫描,根据按键的不同操作进行相应的处理。
例如按下设置键进行日期和时间的设置,按下上下键进行数值的变化,按下确定键进行数值的确认。
摘要本文介绍了基于AT89S52单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。
本设计由数据显示模块、温度采集模块、时间处理模块和调整设置模块四个模块组成。
系统以AT89S52单片机为控制器,以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间,它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能。
温度采集选用DS18B20芯片,万年历采用直观的数字显示,数据显示采用1602A液晶显示模块,可以在LCD上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒,还具有时间校准等功能。
此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,具有广阔的市场前景。
关键字:万年历温度计液晶显示ABSTRACTThis paper introduces the based on AT89S52 multi-function electronic calendar of the hardware structure and software and hardware design method. This design by data display module, temperature acquisition module, time processing module and set module four modules. With AT89S52 single-chip microcomputer system for the controller to serial clock calendar chip DS1302 record calendar and time, it can be to date and time, minutes and seconds for the time, also has a leap year compensation and other functions. Temperature gathering choose DS18B20 chip, calendar by using object digital display, data showed that the 1602 A liquid crystal display module, can be in the LCD shows at the same time year, month, day, Sunday, when, minutes and seconds, still have time calibration etc. Function. This calendar has read the convenient, direct display, functional diversity, simple circuit, low cost, and many other advantages, has a broad market prospect.Key words:Perpetual Calendar thermometer LCD display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (IV)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2课题的研究目的与意义 (1)1.3课题解决的主要内容 (1)2 系统的方案设计与论证 (2)2.1单片机芯片设计与论证 (3)2.2按键控制模块设计与论证 (3)2.3时钟模块设计与论证 (3)2.4温度采集模块设计与论证 (4)2.5显示模块模块设计与论证 (4)3 系统硬件的设计 (5)3.1 AT89S51单片机 (5)3.2时钟芯片DS1302接口设计与性能分析 (8)3.3温度芯片DS18B20接口设计与性能分析 (11)3.4 LCD显示模块 (15)3.5按键模块设计 (17)3.6复位电路的设计 (17)4 系统的软件设计 (19)4.1主程序流程图的设计 (19)4.2 程序设计 (20)5 系统的机体设计 (24)5.1系统的模块组成 (24)5.2 功能实现 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)前言随着科技的快速发展,时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟,人类不断研究,不断创新纪录。
基于单片机的电子万年历设计摘要:本文借助电路仿真软件Protues对基于AT89S52单片机的电子万年历的设计方法及仿真进行了全面的阐述。
该电子万年历在硬件方面主要采用AT89S52单片机作为主控核心,由DS1302时钟芯片提供时钟、12864LCD液晶显示屏显示。
在软件方面,主要包括日历程序、时间调整程序,显示程序等。
所有程序编写完成后,在Keil软件中进行调试,确定没有问题后,在Proteus软件中进行电路设计并仿真。
论文主要研究了液晶显示器LCD及时钟芯片DS1302,温度传感器DS18B20与单片机之间的硬件互联及通信,对数种硬件连接方案进行了详尽的比较,在软件方面对日历算法也进行了论述。
研究结果表明,由于万年历的应用相当普遍,所以其设计的核心在于硬件成本的节约软件算法的优化,力求做到物美价廉,才能拥有更广阔的市场前景。
关键词:单片机;DS1302;DS18B20;LCD12864The Design Of Electronic Calender Based On MCU Abstract:This paper mainly discuss the design of electronic calender based on AT89S52 with the help of Protues.On the hardware side, the electronic calendar using AT89S52 microcontroller as the main control center, clock provided by the DS1302 clock chip , 12864LCDdot matrix LCD display. In terms of software, including calendar program, time to adjust procedures, display procedures. All programming is complete, the Keil software debugging, make sure there is no problem, in the Proteus software embedded within the simulated MCU.This article focus on liquid crystal screen LCD12864 and clock chip DS1302,temperature sensor DS18B20 which connected and communicated with Microcontroller.Several solutions will also compared with each other.On software side,calender calculation will be discussed as well.The results are as follows:as electronic calender are widely used in our daily life.It should be chip and convenient so as to win more profit.Keywords:Microcontroller,DS1302;DS18B20;LCD12864目录1 引言 (1)1.1课题的背景、目的和意义 (1)1.2课题设计的主要内容 (2)2 课题设计方案 (2)2.1 系统的总体方案 (2)2.2温度传感器的选择 (3)2.2.1 温度传感器的介绍 (3)2.2.2 DS18B20简介 (4)2.2.3 DS18B20的工作原理 (5)2.3微控制器的选择 (6)2.3.1 AT89S52的简介 (6)2.3.2 AT89S52的引脚及性能 (7)2.4显示方式的选择 (8)2.4.1 12864液晶的简介 (8)2.4.2 12864液晶的结构及原理 (9)2.5时钟芯片的选择 (12)2.5.1 DS1302的介绍 (12)2.5.2 DS1302的工作原理及应用 (12)2.6蜂鸣器及键盘的选择 (16)3系统硬件电路的设计 (16)3.1 AT89S52单片机系统 (17)3.2 温度采集电路的设计 (18)3.3 DS1302实时时钟电路设计 (19)3.4 LCD126864液晶显示设计 (19)3.5键盘和蜂鸣器电路设计 (20)3.6系统原理图设计 (21)4 系统软件详细设计 (21)4.1 开发软件介绍 (21)4.2 主程序设计 (22)4.3 DS1302实时时间流程 (23)4.4温度采集子程序设计 (24)4.5 LCD12864显示子程序设计 (25)4.6键盘及蜂鸣器软件设计 (25)5 测试结果及分析 (26)5.1 硬件及软件综合调试 (26)5.2 调试工程中产生的问题及解决 (27)5.3 测试结果及分析 (27)6 结论 (29)参考文献 (30)附录 (31)致谢 (32)1 引言1.1课题的背景、目的和意义随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时的消费需求也是越来越多。
二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子时钟,它是近代世界钟表业界的第三次革命。
第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级,代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。
第二次革命是石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。
第三次革命就是单片机数码计时技术的应用,使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期的显示功能,它更符合消费者的生活需求!因此,电子时钟的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。
我国生产的电子时钟有很多种,总体上来说以研究多功能电子时钟为主,使万年历除了原有的显示时间,日期等基本功能外,还具有闹铃,报警等功能。
商家生产的电子万年历更从质量,价格,实用上考虑,不断的改进电子时钟的设计,使其更加的具有市场。
由于在日常生活当中,人们喜欢按时间办事或一定要按时间办事,上班下班、上课下课、开会、乘车、轮船启航、飞机起飞等等,所以我们经常可以在一个家庭、学校、工厂、公司等等集体或单位看到时钟或者纸挂年历。
但是时钟只能显示具体某一时、分、秒信息,不能显示年、月、日、星期和农历信息;纸挂年历只能查看年、月、日、星期、和农历信息,而不能看具体时、分、秒信息。
且假如我们不知道现在具体是什么时间,单凭纸挂年历或时钟不能帮上我们的忙,然而,电子万年历这时就起了非常大的作用,因为电子万年历不仅能显示时、分、秒信息,也能显示、年、月、日、星期和农历信息,是集时钟和纸挂年历功能一体的产品,且人们查看起来极其方便,一目了然。
所以,如果我们开发出一款实用电子万年历产品,其经济前景将非常可观。
1.2课题设计的主要内容本文介绍了基于AT89S52单片机设计的电子时钟设计。
主要了解AT89S52单片机的硬件结构和本毕业设计所要外扩的12864LCD液晶显示及其驱动方法,以及对时钟芯片和温度传感器的控制,并在此基础上实现了DS1302时钟基本电路和DS18B20温度的采集基本电路的设计,以及键盘电路和蜂鸣器电路的设计;然后使用单片机C语言进行主程序和时钟程序的设计,以及相关外围器件的程序驱动设计,程序采用模块化结构,使得逻辑关系简单明了,维护方便。
本设计为软件,硬件相结合的一组设计。
除了对MCU及其驱动电路,相关芯片的实际电路的焊接外,还要进行软件的编译和对硬件电路的测试和调试,最终实现时间,温度,问候语,节日提醒等相关显示,及定时闹钟,掉电保护等功能。
2 课题设计方案2.1 系统的总体方案经过查阅资料,拟定系统总体方案如图1所示。
整体系统包括温度采集模块、键盘模块、AT89S52主控制模块、DS1302时钟模块、蜂鸣器发声模块和12864LCD显示模块。
其主要功能是采用单片机控制检测模块的温度采集和时钟信息、键盘输入信息,将温度信号和时钟信号传输给接受端单片机控制系统。
接受端单片机系统在接收端接受信号,并在LCD液晶上显示出来并在相应的时间,问候语,节日提醒,并定时闹钟发声。
图1. 系统的总体框图2.2温度传感器的选择2.2.1 温度传感器的介绍温度传感器就是讲检测道德温度转换成电压的有效途径。
当实际测量热源时,首先需要用温度传感器进行温度的采集。
通用的温度传感器有热电偶,热敏电阻,RTD(Resistance Temperature Detector)和集成电路传感器等,各种传感器分别有其不同的特点。
热电偶:自己供电、简单坚固、价格低、采用各种物理形式、温度范围广。
但是也有很多缺点:非线性、电压低、要求参考温度、稳定性差、敏感性差。
RTD:优点是稳定、准确度高、线性度也高于热电偶。
缺点是价格高、速度低、要求电流电源、电阻变化小、三线测量。
热敏电阻器:优点是输出高、速度快、两线欧姆测量。
缺点是非线性、温度范围有限、易碎、要求电流电源等。
数字温度传感器:由单片集成的数字温度传感器由于其外部电路结构简单,使用方便,开发成本低,开发周期端而得到广泛的应用。
以前的温度传感器大部分输出的是模拟信号,不能直接送人单片机等微处理器进行测量,而且要做多点测量十分麻烦,所以在多点测温的系统中得不到广泛的应用。
意法半导体公司(ST)开发的LM75数字温度传感器是二线串行可编程温度传感器,用户编程设置监控值、滞后值。
LM75通信时,通过与行业标准协议兼容的2线总线完成的,它允许读入当前温度,对设定值滞后编程,并配置器件。
美国Dallas公司开发的DS18B20单线数字温度传感器具有与一般模拟温度传感器相当的测量范围和精度,输出直接表示温度值的12位(二进制)数字。
由于DS18B20具有全球唯一的序列号,故一根总线可以挂任意多个DS18B20。
DS18B20有总线供电和外部电源供电两种供电方式,可以非常方便地构成单线多点温度测量系统。
所以本系统选择DS10B20数字温度传感器。
2.2.2 DS18B20简介DS18B20由美国Dallas公司开发的单总线数字温度传感器,外部电路连接非常的简单,开发非常方便。
外部引脚图及引脚详细说明如图2和表1所示【7】。
图2 DS18B20引脚图及引脚详细说明表1.DS18B20的引脚详细说明2.2.3 DS18B20的工作原理DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。