电子万年历设计
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基于51单片机的电子万年历的设计目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)2 功能要求 (1)3 方案论证与设计 (1)3.1控制部分的方案选择 (1)3.2测温部分的方案选择 (2)3.3显示部分的方案选择 (3)4 系统硬件电路设计 (4)4.1主控器AT89C52 (4)4.2时钟电路DS1302 (5)4.2.1. DS1302的性能特性 (5)4.2.2 DS1302数据操作原理 (6)4.3测温电路的设计 (9)4.3.1 温度传感器工作原理 (9)4.3.2 DS18B20与单片机的接口电路 (16)4.4显示电路的设计 (17)4.5键盘接口的设计 (19)5 系统程序的设计 (19)5.1阳历程序设计 (19)5.2时间调整程序设计 (20)5.3温度程序设计 (20)5.3.1 主程序 (21)5.3.2 读出温度子程序 (21)5.3.3 温度转换命令子程序 (21)5.3.4 计算温度子程序 (23)5.3.5显示数据刷新子程序 (23)6调试及性能分析 (25)6.1调试步骤 (25)6.2性能分析 (25)7总结 (26)参考文献 (26)致谢 (28)基于51单片机的电子万年历的设计摘要电子万年历是单片机系统的一个应用,由硬件和软件相配合使用。
硬件由主控器、时钟电路、温度检测电路、显示电路、键盘接口5个模块组成。
主控模块用AT89C52、时钟电路用时钟芯片DS1302、显示模块用LED数码管、温度检测采用DS18B20温度传感器、键盘接口电路用普通按键接上拉电阻完成;软件利用C语言编程实现单片机程序控制。
单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据,DS18B20采集温度信号送该给单片机处理,单片机再把时间数据和温度数据送给74LS154译码,然后通过三极管C9015放大驱动LED数码管显示阳历年、月、日、时、秒、闹钟、星期、温度。
关键词电子万年历;单片机;温度传感器;时钟;数码显示AbstractElectronic perpetual calendar which is an application of the single-chip processor system, is utilized by combining hardware and software. And Hardware is composed of five modules: Main control unit, clock circuit, temperature test circuit, display circuit, keyboard interface. Main control board adopts AT89S52, clock circuit adopts the DS1302 clock chip, display module adopts the LED digital tube, and temperature test adopts the DS18B20 temperature sensor, keyboard interface circuit is completed by connecting ordinary button with pull-up resistor. Software takes advantage of C to program, so as to realize the programmed control of single-chip processor. Single-chip processor gets the time data through using the DS1302 clock chip. The DS18B20 gathers temperature signals and transmits them to single-chip processor. Then, single-chip processor transmits the time data and the temperature data to the 74LS154 decoder. Lastly, the LED displays solar calendar year, year, month, day, hour, minute, second, alarm clock, week and temperature with being enlarged and driven by the C9015 triode.Keywords:Electronic perpetual calendar; single-chip processor; temperature sensor; clock; digital display1 引言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,单片微型计算机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点,在各个领域得到了广泛的应用。
电子万年历课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子万年历的基本原理和组成部分。
2. 学生掌握电子万年历的日期、时间设置及调整方法。
3. 学生了解电子万年历在不同场合的应用和功能。
技能目标:1. 学生能够独立完成电子万年历的组装和调试。
2. 学生通过实际操作,学会使用编程软件编写简单的程序,实现电子万年历的基本功能。
3. 学生具备分析电子万年历故障并进行排除的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子万年历的兴趣,激发学习电子技术和编程的热情。
2. 学生在合作学习中,培养团队协作能力和沟通表达能力。
3. 学生认识到电子万年历在现代生活中的重要作用,增强对科技创新的认识。
课程性质:本课程为实践性较强的信息技术课程,结合电子技术和编程知识,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:五年级学生具备一定的电子技术基础和编程兴趣,好奇心强,喜欢动手操作。
教学要求:教师应关注学生的个体差异,采用分层教学,引导学生主动探索、实践,提高学生的综合素养。
在教学过程中,注重目标分解,确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. 电子万年历的原理与结构- 介绍电子万年历的组成及工作原理- 分析电子万年历的核心元件及其功能2. 电子万年历的组装与调试- 指导学生进行电子万年历的组装- 教授调试方法,确保电子万年历正常运行3. 编程软件的使用- 介绍编程软件的基本操作和功能- 演示如何编写程序,实现电子万年历的基本功能4. 电子万年历的应用与拓展- 讲解电子万年历在不同场合的应用- 探讨电子万年历的拓展功能及其实现方法5. 故障分析与排除- 分析电子万年历可能出现的故障- 教授排除故障的方法和技巧教学内容安排与进度:第一课时:电子万年历原理与结构介绍第二课时:电子万年历组装与调试第三课时:编程软件使用及基本程序编写第四课时:电子万年历应用与拓展第五课时:故障分析与排除教材章节关联:本教学内容与课本第四章“电子时钟与万年历”相关,涉及电子万年历的原理、组装、编程及应用等方面的知识。
目录一、前言 (3)二、部件介绍 ................................................................................. 4-112.1单片机的性能与结构 ....................................................... 4-52.2 8031单片机的引脚功能 ............................................... 6-82.38155芯片的介绍 (8)2.4 8155引脚及结构 ............................................................ 8-11三、电路图 (12)四、功能说明及流程图 (13)五电子万年历制作的程序 ...................................................... 14-43结束语 .. (44)谢辞 (45)文献 (46)第一部分前言随着现代电子电路的快速发展,以及电子行业对现有电子工程技术的不断需求,特别是对实际操作实践的电子人才的需求越来越多,所以加强学生动手能力﹑重视实践应该是电子发展需求的必然趋向。
实践动手能力的培养是一种综合能力,这种能力当然是在一定难度的前提下完成的,通过一定数量的实践才能逐步形成的。
因此在培养实践能力的同时,要通过实践来不断的发现问题和解决问题的途径和方法,从而提高实践能力。
近年来,随着单片机档次的不断提高,功能的不断完善,其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大,特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。
单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。
本次设计所用到的8031单片机就是其中典型的一种,通过电子万年历的设计,从而达到了学习、设计软硬件的能力。
激发了我们的积极性和主动性,培养了我们的创新意识和综合素质。
目录摘要 ........................................................... 错误!未定义书签。
一.设计要求与方案论证............................................ 错误!未定义书签。
1.1设计要求................................................... 错误!未定义书签。
1.1.1基本要求................................................ 错误!未定义书签。
1.1.2创新要求................................................ 错误!未定义书签。
1.2系统基本方案选择和论证...................................... 错误!未定义书签。
1.2.1单片机芯片.............................................. 错误!未定义书签。
1.2.2 显示模块 ............................................... 错误!未定义书签。
1.2.3时钟芯片................................................ 错误!未定义书签。
1.2.4温度传感器.............................................. 错误!未定义书签。
1.3电路设计最终方案决定........................................ 错误!未定义书签。
二.电子万年历硬件设计与实现...................................... 错误!未定义书签。
2.1电子万年历系统设计.......................................... 错误!未定义书签。
电子万历年课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子万年历的基本原理,掌握年月日、星期等时间单位的换算关系。
2. 学生能运用所学知识,分析电子万年历的电路结构和编程逻辑。
3. 学生了解电子万年历在生活中的应用,认识到科技与日常生活的紧密联系。
技能目标:1. 学生通过动手实践,掌握电子万年历的制作方法,提高动手操作能力。
2. 学生学会运用编程软件进行简单程序的编写,培养逻辑思维和问题解决能力。
3. 学生能够运用所学知识,对电子万年历进行创新设计和优化。
情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子科学的兴趣,激发探索精神和创新意识。
2. 学生通过合作学习,培养团队协作精神,增强沟通与交流能力。
3. 学生了解我国在电子万年历领域的发展,增强国家认同感和自豪感。
本课程针对初中年级学生,结合电子科学的学科特点,以实用性为导向,注重培养学生的动手实践能力和逻辑思维能力。
课程目标明确,可衡量,旨在帮助学生掌握电子万年历相关知识,提高学生的综合素养。
二、教学内容1. 电子万年历基础知识:年月日、星期等时间单位的换算关系,闰年的判定方法。
2. 电子万年历电路结构:介绍集成电路、晶体振荡器、显示器件等组件的工作原理及电路连接方式。
3. 编程逻辑:学习C语言基础,掌握简单的顺序结构、分支结构和循环结构,运用编程软件进行程序编写。
4. 电子万年历的制作与调试:动手实践,学会焊接电路板,编写程序,调试电子万年历。
5. 创新设计与优化:在掌握基本原理和制作方法的基础上,对电子万年历进行改进和创新设计。
教学内容安排和进度:第一课时:电子万年历基础知识学习,介绍时间单位换算关系,讲解闰年判定方法。
第二课时:学习电子万年历电路结构,分析各组件工作原理及电路连接方式。
第三课时:C语言基础学习,理解顺序结构、分支结构和循环结构。
第四课时:动手实践,制作电子万年历,学习焊接电路板,编写程序。
第五课时:调试电子万年历,进行创新设计与优化,展示与交流。
单片机课程设计报告电子万年历设计姓名:学号:专业班级:指导老师:所在学院:摘要本设计是电子万年历。
具备三个功能:能显示:(1)显示年月日时分秒及星期信息(2)具有可调整日期和时间功能(3)与即时时间同步我选用的是单片机AT89C52来实现电子万年历的功能。
该电子万年历能够成功实现时钟运行,调整,显示年月日时分秒及星期,温度等信息。
该电子万年历使用12MHZ晶振与单片机AT89C52相连接,通过软件编程的方法实现了以24小时为一个周期,同时显示小时、分钟和秒的要求。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果,再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据。
同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态,实现不同功能。
电子万年历设计与制作可采用数字电路实现,也可以采用单片机来完成。
若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。
若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,这样一来就降低了硬件电路的复杂性。
所以在该设计与制作中我选用了单片机本电路是由AT89C52单片机为控制核心,具有在线编程功能,低功耗,能在3V超低压工作;时钟电路由DS1302提供,它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V~5.5V。
采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
因此,采用单片机原理制作的电子万年历,不仅仅在原理上能够成功实现计时等功能,也更经济,更适用,更符合我们实际生活的需要,对我们大学生来说也更加有用。
目录1概述 (3)1.1单片机原理及应用简介 (3)1.2系统硬件设计 (4)2系统的总体方案和硬件设计2.1电路设计框图 (5)2.2系统硬件概述 (5)2.3主要单元电路的设计 (7)2.3.1单片机主控制模块的设计 (7)2.3.2时钟电路模块的设计 (8)2.3.3电路原理及说明 (8)2.3.4显示模块的设计 (9)3系统的软件设计 (11)3.1程序流程框图 (11)4prodeus软件仿真........................................ ..........错误!未定义书签。
电子万年历系统设计方案1.1 STC89C52简介STC89C52完全兼容MCS-51,还有新的功能,比如新增两级中断优先级,多一个外中断,置EEPROM,512B存等。
还支持ISP下载,不用编程器,只要一个MAX232和一些廉价的元件就能写程序,可擦写10万次。
比51起最大的优点能支持在线下载,在线烧写程序,而不必专门买昂贵的编程器,只需要ISP下载线就可以了。
图1 STC功能逻辑图1.2 性能参数STC单片机比51单片机性能有以下优越性:(1) 高抗静电(ESD),6000伏静电测试,直接打在芯片管脚上,安然无恙。
(2) 超强抗干扰,轻松过2KV/4KV,快速脉冲干扰(EFT)。
(3) 超强加密,性能良好。
(4) STC 5V单片机,宽电压,5V - 3.8V给复位信号,正常工作。
(5) STC 单片机,Power 直接在用户系统上用ISP在线下载方式,将用户程序(6) 下载进STC单片机Down,掉电时功耗<0.1uA(C版本)。
(7) I/O 口输入/ 输出口经过特殊处理,很多干扰是从I/O 进去的,每个I/O 均有对VCC,对GND二级管箝位保护。
(8) 单片机部的电源供电系统经过特殊处理,很多干扰是从电源进去的。
图 2 STC89C52引脚图鉴于SCT89C52和AT98C51引脚分布相同,以上仅介绍SCT89C52一些优于AT98C51的性能,在此,就不对单片机多做介绍了,详细参数可以参考SCT89C52 PDF资料图,或者相关书籍,或者上网查阅相关,在此,推荐一官方:.mcu-memory.2 应用系统设计2.1系统功能说明根据家居生活中的实际需要,万年历应该具有如下功能。
1、时间显示时间显示是万年历设计最重要的功能。
万年历应该不仅能准确显示时、分、秒,而且还要能够显示年、月、日和星期。
2、时间调整万年历在第一次使用时,需要根据当前时间进行时间调整,设定起初始时间,设置完成之后,它会在设定值基础上进行准确的计时和显示。
毕业设计(论文)题目电子万年历设计副标题性质:毕业设计毕业论文学生姓名班级系别专业指导教师评定成绩优良中及格不及格1电子万年历设计摘要: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,结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH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。
关键词:电子万年历 52系列单片机时钟芯片FLASH存储器液晶显示The Design of Electronic CalendarAbstract: With the rapid development of world economy and the forthcoming of information era, many kinds of mini-type intelligent domestic electric appliances appear in our life one after another. Calendars are necessary daily goods in people’s life. But they are generally paper goods with inconvenient use and short life. Electronic calendar adopts the technology of intelligent electronic control and display, and then improves the deficiency of paper calendars. The design adopts the core of AT89S52 single chip microcomputer, which constitutes controlling circuit, and integrates DS1302 clock chip and 24C02FLASH memory, which achieve self-adjusting of time and no power protecting. LCD displays all information. Time and date adjusting is carried out by three keys, which can also set the alarm clock. The calendar can display solar and lunar year, month, day, week, hour, minute, second. When displaying lunar months, leap month is showed.Keywords: electronic calendar 52 series single chip microcomputer clock chip flash memory LCD2目录1 引言 (1)2 系统概述 (1)3 方案选择 (1)3.1 方案1——基于AT89S52单片机的电子万年历设计 (1)3.2 方案2——基于DS1302的电子万年历设计 (2)4 系统硬件电路的设计 (2)4.1 系统核心部分---闪电存储型器件AT89S52 (3)4.2 DS1302时钟电路 (5)4.3 存储电路 (9)4.4 液晶显示电路 (11)4.5 键盘电路 (15)4.6 闹铃电路 (15)5 系统程序的设计 (16)5.1 阳历程序的设计 (16)5.2 时间调整程序的设计 (16)5.3 阴历程序的设计 (17)6 测试结果 (20)7 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录1:电子万年历设计电路原理图 (23)附录2:主程序 (24)31 引言在日新月异的21世纪里,家用电子产品得到了迅速发展。
一、电子万年历简介 (1)二、电子万年历的工作原理 (1)三、多功能电子万年历各功能模块实现 (3)3.1时钟问题 (3)3.2电子万年历的控制系统 (5)3.3主控制模块maincontrol (6)3.4时间及其设置模块time_auto_and_set (7)3.3时间显示动态位选模块time_disp_select (12)3.4显示模块disp_data_mux (13)3.5秒表模块stopwatch (14)3.6日期显示与设置模块date_main (15)3.7闹钟模块alarmclock (17)3.8分频模块fdiv (18)四、附录 (20)附录一电子万年历系统的Verilog HDL语言程序 (20)一、电子万年历简介钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能,诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。
所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究电子万年历及扩大其应用,有非常现实的意义。
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
电子万年历从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
本次所设计的电子万年历能显示日期、星期、时间,具有闹钟功能。
二、电子万年历的工作原理◆功能键用来选择不同的工作模式:时间正常显示功能、时间调整与显示、秒表功能、闹钟设置与查看、日期显示、日期调整与设置。
◆调整键1:主要用于闹钟设置、日期显示与调整、秒表、时间调整与设置中的位置选择按钮,与功能键配合使用。
●2号键功能模式,即时间调整与设置时,用作时、分、秒的移位,按一下,将会实现“时-分-秒”的依次移位,便于在特定位置进行调整;●4号键功能模式,即闹钟设置与查看时,同样用作时、分、秒的移位,按一下,将会实现“时-分-秒”的依次移位,便于在特定位置进行调整;●6号键功能模式,即日期调整与设置时,用作月、日的移位,按一下,将会实现“月-日”的依次移位,便于在特定位置进行调整。
华南农业大学电子工程学院应用物理系课程设计(报告)任务书设计题目:电子万年历的设计与制作任务与要求(请按所选题目自行总结)任务:设计一个电子万年历,利用实时时钟芯片ds1302和51单片机制作实时时钟。
要求:1.使用LCD1602显示屏显示日期和时间;2.能够显示新历和农历;3. 包括时钟模块,能够显示实时时钟;4. 要有时间设置按键部分;5. 完成硬件电路的设计后,编写程序,实现时间和日期的显示等功能;6. 调试程序,完成功能验证,写出完整的课程设计论文。
实验器材:1.单片机最小系统:单片机(插座),晶振,电阻,电容,按键;2.电源模块:自锁开关,LED灯,USB插座;3.按键模块:按键;4.1602显示模块:1602(排母),电位器,电容;5.RTC模块:DS1302芯片(插座),晶振,CR2032电池(插座);6.DIY小部件:漆包线,杜邦线,排针,排母,IC插座,电阻包,电容包,烙铁套装;开始日期2016 年 3 月 4 日完成日期2016 年3 月 23 日电子万年历设计摘要:本系统是由单片机最小系统、电源模块、按键模块、LCD1602显示模块及RTC模块组成的电子万年历系统。
通过时钟模块实时进行时间和日期的计数,进而传递给单片机处理,单片机再将其传递给LCD1602模块显示当前时间,另设有按键模块可以完成时间设置以及日期查询等功能操作。
其设计简单,性能优良,时间设置可调,同时同步显示农历和星期,具有较强的实用性。
本文先简要介绍每个模块的工作原理,再作整个系统电路的综合分析,说明该电子万年历的实现过程。
Summary:This system,electronic calendar system,is composed of SCM minimum system, power supply module, keys module, LCD1602 display module and RTC module .Through RTC module for counting the time and date, and then transmit to SCM for processing,and then send it to the LCD1602 module to show the current time, also operates key modules can be completed time setting and operating date query function.Its simple design, excellent performance, adjustable time setting, synchronous display lunar calendar and week at the same time, has strong practicability.This paper first briefly introduces the working principle of each module, and then a comprehensive analysis of the circuit.The last,illustrate the whole system implementation process of the electronic calendar.关键词:万年历,计时,显示,农历Keywords: calendar、timing、display、lunar calendar1.引言在社会发展快速的今天,便利和谐的生活方式无疑成为人们追求的目标,而在现实生活中,很多地方还是依靠传统的日历和时钟来查看日期和时间,这样既不能快速地同时查看日期和时间,而且一般的时钟精度不高,经常需要人工校准时间。
大连民族学院机电信息工程学院自动化系单片机系统课程设计报告题目:电子万年历专业:自动化班级:114学生姓名:曹学亮张怀宇马建龙指导教师:赵凤强张艳设计完成日期:2013年10月15日目录1任务分析和性能指标 (1)1.1任务分析 (1)1.2性能指标 (1)2 总体设计方案 (1)2.1硬件方案 (1)2.2软件方案 (1)3 系统硬件设计 (2)3.1检测电路 (2)3.2控制电路 (2)4 系统软件设计 (2)4.1主程序设计 (2)4.2数据采集程序设计 (2)4.3监控程序设计 (2)5 调试及性能分析 (2)5.1调试分析 (2)5.1.1 软件调试 (2)5.1.2 硬件调试 (2)5.1.3 系统功能调试 (3)5.2性能分析 (3)总结 (3)参考文献 (4)附录1 元器件清单 (5)附录2 调试系统照片 (6)1任务分析和性能指标1.1任务分析电子万年历是日常生活中常见的小型电子产品,其形式多种多样,小到带有日期的电子腕表,大到公共场所悬挂的大型电子日历,此外,眼下我们还常能在宾馆、饭店等场所见到一种带有年、月、日、时、分、秒、星期甚至节气等信息的电子日历牌。
电子日历的主要功能是给人们提供时间和日期信息,无论其形式如何,从外部都可分为显示和校准两部分。
为使电子日历协调工作,整个系统从功能上可分为实时时钟、显示和键盘三个模块,分别完成时间和日期的计算以及人机交互的管理等。
1.2性能指标实时时钟(RTC:Real Time Clock)是系统的核心,其运行精度直接影响产品质量。
实时时钟的实现有两种方案可选,一是利用单片机系统时钟和中断完成时间和日期的计算;二是利用专用时钟芯片。
前者不用附加芯片,系统简单,但是累计误差较大,只有短时计时才可使用。
长时间计时一般都采用后者。
后者采用32.768KHz晶体振荡器振作为脉冲源,内部的15位计数器刚好产生标准秒脉冲。
该类芯片除时钟计时外,还有年月日和星期的计算功能,并且还可计算闰年。
电子万年历设计摘要单片机在电子万年历的应用已是非常普遍了,本设计是一个基于AT89C58单片机的日历显示系统,本设计能显示公历年、月、日、星期,以及时、分、秒、温度、星期等信息,而且还提供了农历信息,具有调整时间,温湿度采集,闹钟及个性化的闹铃等功能。
系统所用的时钟日历芯片DS1302具有高性能、低功耗、接口简单的特点,使本系统电路简化,编程方便,同时功能也很强。
采用AT89C 58单片机的万年历系统可以很好的改善传统采用模拟电路引起的计时不准确,不可靠,一致性差等问题。
此系统计时精确,可以广泛应用在生活,学习和工作等任何领域,并且起到重要作用。
关键词温湿度传感器;DS1302 ;数码管显示;语音模块The design of electronic calendarABSTRACTThe monolithic integrated circuit in the electronic permanent calendar's applications already was very common ,and this design was based on AT89C58 monolithic integrated circuit's calendar display system, which could display information as previous calendar years, the month, the date ,the hour ,the minute ,the second ,the temperature ,the week and so on ,which also supplied information of the lunar calendar ,which functions contains adjusting the time ,the acquisition of temperature and humidity , alarm clock and personalized alarum and so on. The system uses clock calendar chip DS1302 has the advantages of the high performance, the low power dissipation, the simple connector, simplified this system circuit, and the programming is convenient, meanwhile the function is also very powerful . Adopt AT89C58 monolithic integrated circuit's permanent calendar system instead of traditional to use the analogous circuit which causes to be inaccurate time, unreliable, uniformity bad and so on questions. This system keeping time is precise, may widely applied in the life, the study ,the work and so on, and plays an important role.KEY WORDS Temperature and humidity sensors;DS1302 ;Digital display; V oice module目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (1)1. 系统概述 (2)1.1电子万年历的简介 (2)1.2电子万年历的设计要求 (2)1.3整体设计 (2)2. 电子万年历的硬件设计 (4)2.1主控模块设计(MCU) (4)2.2时钟芯片模块的设计 (4)2.3看门狗模块设计 (5)2.4温湿度模块设计 (6)2.5显示、按键模块设计 (7)2.6电源模块设计 (8)2.7语音模块设计 (10)3. 电子万年历软件设计 (14)3.1阴历转换算法 (14)3.2主程序设计 (14)3.3子程序设计 (15)4. 整体系统调试 (17)4.1硬件的调试 (17)4.2设计优缺点 (18)参考文献 (19)附录一原理图 (20)致谢 (22)前言现在是一个知识爆炸的新时代,新产品、新技术层出不穷,电子技术的发展更是日新月异。
多功能电子万年历设计一、本文概述本文旨在探讨多功能电子万年历设计的原理、方法及其在实际应用中的价值。
我们将对电子万年历的基本概念进行简要介绍,包括其发展历程、主要功能以及与传统日历的对比。
接着,我们将详细分析多功能电子万年历的设计要素,包括硬件选择、软件编程、用户界面设计等方面,以展示其独特的功能和设计理念。
在此基础上,我们将深入探讨多功能电子万年历设计的关键技术,如时间同步技术、多语言支持、日历算法优化等,以揭示其背后的技术原理和实现方法。
我们还将对多功能电子万年历的市场需求和应用前景进行分析,以展示其在现代社会中的重要作用。
本文将对多功能电子万年历设计的未来发展进行展望,探讨其在智能化、个性化、集成化等方面的趋势和挑战。
通过本文的阐述,读者可以对多功能电子万年历设计有一个全面、深入的了解,为其在实际应用中的开发和使用提供有益的参考。
二、电子万年历的设计原理电子万年历的设计原理主要基于时间计算、显示控制和数据存储三大核心部分。
在设计过程中,我们需要考虑如何精确计算时间,如何将时间信息以清晰易懂的方式显示出来,以及如何将这些时间数据存储和处理。
时间计算是电子万年历设计的基石。
它涉及到如何准确地计算年、月、日、时、分、秒等时间单位,并且要考虑闰年、闰月等复杂的时间规则。
这通常通过内置的时钟芯片实现,该芯片能够按照预设的算法进行时间计算,确保时间的准确性和连续性。
显示控制是电子万年历设计的关键。
显示控制的主要任务是将计算得到的时间信息转化为可视化的界面,供用户查看。
这包括选择适合的显示器件(如LCD屏幕、LED数码管等),并编写相应的显示驱动程序,以确保时间信息能够清晰、准确地呈现在用户面前。
数据存储是电子万年历设计的重要组成部分。
数据存储主要负责保存用户设置的时间、日期、闹钟等信息,以便在用户关机或断电后能够恢复。
通常,这些数据会存储在内置的存储芯片中,如EEPROM或Flash芯片,这些芯片具有非易失性,能够长期保存数据。
课程:创新与综合课程设计电子与电气工程系实践教学环节说明书题目名称电子万年历院(系)电子与电气工程学院专业电子信息工程班级119411学号1109635010学生姓名11指导教师q1起止日期13周周一~14周周五电子万年历一.设计目的设计一个具有报时功能、停电正常运行(来电无需校时)、带有年月日、时分秒及星期显示的电子日历。
二.方案设计硬件控制电路主要用了AT89S52芯片处理器、LCD1602显示器等。
根据各自芯片的功能互相连接成电子万年历的控制电路。
软件控制程序主要有主控程序、电子万年历的时间控制程序、时间显示及星期显示程序等组成。
主控程序中对整个程序进行控制,进行了初始化程序及计数器、还有键盘功能程序、以及显示程序等工作,时间控制程序是电子万年历中比较重要的部分。
时间控制程序体现了年、月、日、时、分、秒及星期的计算方法。
时间控制程序主要是定时器0计时中断程序每隔10ms中断一次当作一个计数,每中断一次则计数加1,当计数100次时,则表示1秒到了,秒变量加1,同理再判断是否1分钟到了,再判断是否1小时到了,再判断是否1天到了,再判断是否1月到了,再判断是否1年到了,若计数到了则相关变量清除0。
先给出一般年份的每月天数。
如果是闰年,第二个月天数不为28天,而是29天。
再用公式s=v-1 +〔(y-1/4〕-〔(y-1/100〕+〔(y-1/400〕+ d计算当前显示日期是星期几,当调节日期时,星期自动的调整过来。
闰年的判断规则为,如果该年份是4或100的整数倍或者是400的整数倍,则为闰年;否则为非闰年。
在我们的这个设计中由于只涉及100年范围内,所以判断是否闰年就只需要用该年份除4来判断就行了。
三.系统的设计框图本系统以AT89S52单片机为核心,结合时钟芯片DS1302,LCD1602,键盘等外围器件,实现电子万年历的一系列功能,并通过液晶屏和按键控制完成人机交互的功能。
系统总体设计框图如图(1)所示四.系统硬件设计1.单片机主控制模块AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
基于89c52多功能万年历设计报告班级:电子信息工程2班学院:电子信息工程学号:**********姓名:***一、设计任务:设计一个具有多功能的电子万年历。
二、基本要求:1、能够显示阳历年、月、日、星期、小时、分、显示模块采用LCD液晶显示,要求能用按键调整时间。
2、能显示阴历月、日3、具有定时报警功能,能够进行整点语音报时。
4、具有闹钟设定的功能。
发挥部分:1、掉电存储功能,可存储掉电前用户定时设置。
2、具有日程管理,可以设定指定日期的日程,可以设置日成的提醒时间,并可用语音进行提示。
三、方案设计与论证方案一:按照系统设计的功能的要求,初步确定系统由主控模块、时钟模块、显示模块、语音模块各键盘接口模块共5个模块组成,电路系统构成框图如图1所示。
主控芯片使用52系列AT89C52单片机,时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一款高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DS1302。
采用DS1302作为计时芯片,可以做到计时准确。
更重要的是,DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5V--5.5V 电源,在2。
5V时耗电小于300nA)下继续计时,而且DS1302可以编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本功不耗电。
显图1 电子万年历电路系统构成框图方案二:按照系统设计的要求和功能,将系统分为主控模块、时钟电路模块、按键扫描模块,LCD显示模块,语音模块,电源电路、复位电路、晶振电路几个模块,系统框图如图2所示。
主控模块采用AT89C52单片机,按键模块用四个按键,用于调整时间和设定闹钟,显示模块采用LCD12864,时钟电路模块采用DS1302实时时钟实现对时间,日期的操作。
图2 基于AT89C52单片机的电子万年历系统框图方案三:按照系统设计的要求和功能,将系统分为主控制器模块、显示模块、按键开关模块、蜂鸣器电路模块。
系统框图如图3所示,主控制模块采用AT89C52单片机为控制中心,显示模块采用液晶LCD12864显示,计时使用AT89C52单片机自带的定时器功能,实现对时间、日期的操作,通过按键盘开关实现对时间、日期的调整。
电子万年历1.1 功能要求电子万年历能显示阳历年、月、日、星期、[小]时、分、秒和阴历月、日、温度、节假日,在显示阴历时间时,能标明是否为闰年。
2.1方案论证按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块、显示模块、键盘接口模块共4个模块组成。
主控芯片使用51系列STC89C52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DS1302。
采用DS1302作为主要计时芯片,可以做到计时准确。
更重要的是,DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5~~5.5v电源,在 2.5v时耗电小于300nA)下继续计时,并可以编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电。
图3.1 电子万年历电路系统构成框图显示模块采用12864液晶屏,键输入采用查询法实现调整功能。
系统由主控制器STC89C52、时钟芯片DS1302、串口显示电路及键扫描电路组成。
2.2 主控制器STC89C52台湾宏晶公司生产的STC89(:52单片机采用高性能的静态80C51设计,由先进工艺制造,并带有非易失性Flash 程序存储器。
它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片,市场应用最多。
主要性能特点有:·8 KB Flash ROM,可以擦除1 000次以上,数据保存10年。
·256字节内部RAM。
·电源控制模式——时钟可停止和恢复;——空闲模式;——掉电模式。
·6个中断源。
·4个中断优先级。
·4个8位I/O口。
·全双工增强型UART。
·3个16位定时/计数器,TO、T1(标准80C51)和增加的T2(捕获和比较)。
·全静态工作方式:0~24 MHz。
2.3 时钟电路DSl3021.DSl302的性能特性·实时时钟,可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数;·用于高速数据暂存的31×8位RAM;·最少引脚的串行I/O;·2.5~5.5 V电压工作范围;·2.5 V时耗电小于300 nA;·用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节(脉冲方式)数据传送方式;·简单的3线接口;·可选的慢速充电(至V CC1)的能力。
课程论文
论文题目基于单片机的电子万年历设计课程名称单片机原理及接口技术
专业年级 2014级自动化3班
学生姓名孙宏远贾腾飞
学号 ******** ********
2016年12 月3 日
摘要:
本文介绍了基于AT89C51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。
系统以AT89C51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。
万年历采用直观的数字显示,可以在LED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。
关键词:AT89C51单片机,DS1602时钟芯片,LCD1602显示屏。
串口通信。
一:引言
本设计的基于单片机控制的电子万年历,具有年、月、日、星期、时、分、秒的显示等功能,实现过程就是由主控制发送信息给DS1302时钟芯片再由时钟芯片反馈给单片机,再由主控制器传送给LCD1602显示屏显示信息。
并且可以在键盘设置模块输入修改时间,当键盘设置时间、日期时,单片机主控制根据输入信息,通过串口通信传送给DS1302时钟芯片,DS1302芯片读取当前新信息产生反馈传送给单片机,然后单片机根据控制最后输送显示信息到LCD1602液晶显示屏模块上显示。
二:硬件设计:
2.0.硬件的设计总框图
2.1 DS1032时钟电路
DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源,VCC2为主电源。
在主电源关闭的情况下,也能保持时钟的连续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1+0.2V时,Vcc2给DS1302供电。
当Vcc2小于Vcc1时,DS1302由Vcc1供电。
X1和X2是振荡源,外接32.768kHz
晶振。
芯片如图。
DS1302的内部主要由移位寄存器、指令和控制逻辑、振荡分频电路、实时时钟以及RAM组成。
每次操作时,必须首先把CE置为高电平。
再把提供地址和命令信息的8位装入移位寄存器。
数据在SCLK的上升沿串行输入。
无论是读周期还是写周期发生,也无论传送方式是单字节还是多字节,开始8位将指定内部何处被进行访问。
在开始 8个时钟周期把含有地址信息的命令字装入移位寄存
器之后。
紧随其后的时钟在读操作时输出数据。
2.2 LCD1602与AT89C52的引脚接线
LCD1602采用总线式与单片机相连,AT89c52的P1口直接与液晶模块的数据总线D0~D7相连;P2 口的0,1,2脚分别与液晶模块的RS、RW、E脚相连。
滑动变阻器用于调整液晶显示的亮度。
电路如图
2.3 DS1602与AT89C52的接线
在电路中单片机的P1.7控制DS1302的复位输入端,P1.4与数据输入/输出引脚相连,P1.3用来作为 DS1302的输入时钟SCLK控制端。
由于单片机复位时,所有单片机的端口均为高电平,如果直接用单片机的某一口线同DS1302的RST相连,则影响了系统加电时对DS1302的初始化,从而造成 DS1302计时的不稳定。
因此,本主电源(5 V)接 VCC2,备份电池采用可充电镉镍电池(3.6 V)接 VCC1
2.4 键盘设置电路
设置电路的功能主要是把时间和日期设置到当前的时间,可以在系统运行中进行。
用4个独立式按键完成,分别接到单片机P1口的高4位。
第1个按钮表示是否进行设置,按下时表示设置,并且每按一次,在显示器上分别在年、月、日等日期时间上跳转,表示对相应的项进行更改;第2个按钮按下表示对第1
个按钮选中的项进行加1操作;第3个按钮按下表示进行减1操作;第4个按钮按下表示停止设置。
只有在第1个按钮按时才可进行加减操作。
其电路如图3
所示。
其中电容的作用是消除按键的抖动,也可用双稳态触发器去除按键时的抖动,同时为了提高可靠性,硬件去抖动的同时,还可以用软件去抖动的方法。
三:软件设计
3.1软件设计总框图
系统软件设计主要包括主程序设计、日期数据采集子模块程序设计、按键处理子模块程序设计和显示子模块程序设计等。
主程序主要完成器件的初始化,并判断有无按键按下,并根据判断的结果调用相应的子模块程序;日期数据采集子模块程序完成相应的数据采集、处理和保存,按键处理子模块程序完成日期的设置,而显示子模块程序只要把上述子模块储存的数据送去显示即可。
3.2 主程序流程图
3.3按键的检测
通过中断的办法来实现,利用按键进行间调整。
K1按下则开始设置时间及日期,同时在第一行最右端显示被选择的对象,第一次按下K1时,设置年份,若按下K3,则是减1操作,按下K2是加1操作,设置好年后,第二次按下K1时,则是设置月份,按K3减,按K2则加1,依次循环下去,则可以将时间和日期设置完毕,K4是确定键,设置好按下即可保存设置了.
3.4 软件总设计
软件总设计:主程序首先对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时/计数器模式,置位总中断允许位EA,并对键盘端口置位,再对LCD1602初始化,DS1302初始化。
接着扫描键盘,在键盘程序里面是对时间、日期,最下面是时间的显示。
四:调试过程及问题解决
4.1实验结果
LCD1602显示屏可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒,还具有时
间校准等功能
4.2 调试过程及问题解决
(1)烧入程序后,液晶显示空屏,而且亮度不均匀。
解决:首先对调用的仔细检查程序,可以解决显示闪动问题。
其次,检查接线是否正确。
由于其亮度由10K的电位器来调节,适当调节防止过暗或过亮的情况发生。
(2)修改时间、日期时没有与按键自动对应上。
解决:把不相关的程序暂时屏蔽,对按键的子程序独立调试,发现在调用按键自动更新时,时间与按键协调不好,所以会造成错乱。
最后该延时为中断进行修改,使得时间、日期与按键自动对应上,最后解决了此问题.
2)加入温度的程序后,进行修改时间、日期时相应的LCD1602显示位没有按要求闪动。
解决:由于DS18B20是串行通信数据,只用一个口线传输,在处理采集的模拟信号时需要一定的时间,当把万年历的程序相接入时,会对延时有很大的影响。
所以在调用温度子程序时,先关闭定时器1中断允许,在温度子程序反回时再打开定时器1中断允许。
最终解决了此问题。
五:作品总结
这次实验自己焊接了时钟芯片模块,温度模以及LCD1602显示模块,对其引脚功能有了进一步并且直观地了解。
在连接个模块的时候,经常会出现引脚接不对,液晶屏不显示,按键不能去抖等情况。
在分析解决这些问题后后有了很大的收获,对于单片机有了更深的了解,为学习嵌入式有了扎实的铺垫。
六:参考文献
1.杨子文,单片机原理及应用,西安电子科技大学出版社
2.王法能,单片机原理及应用,北京科学出版社
3.余梦尝,数字电路技术基础,高等教育出版
4.赵春见,王香婷. 基于DS1302的实时日历时钟系统的设计,中国科技论文在线
5.王越明,《电子万年历的设计》. 黑龙江科技信息出版社2004年
6.沈卫红,《基于单片机的智能系统设计与实现》电子工业出版社
7.刘训非,陈希.《单片机技术及应用》清华大学出版社 2010
8.李全利,《单片机原理及接口技术》高等教育出版社
9.周国雄,《单片机应用系统设计精讲》中国铁道出版社
附录总电路图。