基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì).論文題目：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)完成日期：指導(dǎo)教師簽字：答辯小組成員簽字：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第1頁?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第1頁。PAGE.摘要現(xiàn)代工業(yè)革命代表性特征就是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品出現(xiàn)和應(yīng)用，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入創(chuàng)新和發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)核心技術(shù)思維模式的電子類產(chǎn)品，已經(jīng)逐步作為人類社會生活的密不可分的重要組成部分，較為典型代表就是：有效記錄時間電子類產(chǎn)品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題定為：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)，選擇AT89S52作為數(shù)字萬年歷的核心控制處理器，系統(tǒng)以串行DS1302芯片記錄日歷時間，AT89S52作為數(shù)字萬年歷的核心控制處理器，可以進(jìn)行閏年補(bǔ)償并且可以進(jìn)行精確的計(jì)，本文所設(shè)計(jì)數(shù)字萬年歷的，能夠滿足用戶對于溫度的檢測功能，芯片上選擇具有應(yīng)用廣泛和功能強(qiáng)大的芯片，同時選擇具有較強(qiáng)抗干擾能力的液晶顯示板，作為數(shù)字萬年歷的用戶交互界面。這種萬年歷具有數(shù)據(jù)讀取十分方便、功能豐富、電路看起來十分的簡單明了并且制作成本并不是太高等各方面的優(yōu)點(diǎn)。因此，會有十分良好的市場前景。它可通過設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷的設(shè)計(jì)，有效解決了現(xiàn)在現(xiàn)有的產(chǎn)品中存在的問題，因此在推向市場的時候會具有很好的應(yīng)用價(jià)值?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第2頁。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；萬年歷；AT89S52；DS1302；DS18B20；基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第2頁。.ABSTRACTModernIndustrialRevolutionrepresentsthecharacteristicisthecomputerproductsandapplications,andalongwiththecomputertechnologythedeepeningofinnovationanddevelopment,basedoncomputerthethinkingpatternsofthecoretechnologyofelectronicproductshasgraduallyasinseparableandimportantcomponentofhumansociallife,thetypicalrepresentativeis:effectiverecordingtimeelectronicsproducts.Thegraduationdesigntopicis:DesignofdigitalcalendarbasedonMCU,usingAT89S52asthecoreofdigitalcalendarcontrolprocessorsystemwithserialchipDS1302calendartorecordtimeAT89S52asthecoreofdigitalcalendarcontrolprocessorcanleapyearcompensationandaccurate.Inthispaper,thedesigndigitalcalendar,canmeettheuserfortemperaturedetectionfunction,chipselectioniswidelyusedandpowerfulchip,andaliquidcrystaldisplaypanelhavingstronganti-interferenceability,astheinterfaceofthedigitalcalendar.Thiscalendarwithdatareadisveryconvenient,featurerich,thecircuitlooksverysimpleandthemanufacturingcostisnottoohighandtheadvantages.Therefore,therewillbeaverygoodmarketprospects.Itcanbethroughthedesignofadesignbasedonsinglechipdigitalcalendar,aneffectivesolutiontotheproblemsexistingintheexistingproduct.Therefore,inpushingthemarkethasagoodapplicationvalue.KeyWords：SCM；calendar；DS1302；DS18B20；.基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第3頁?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第3頁。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1 前言 51.1 課題背景與研究的意義 51.2解決的問題與主要內(nèi)容 62 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與論證 72.1 單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)與論證 72.2 按鍵控制模塊設(shè)計(jì)與論證 82.3 時鐘模塊設(shè)計(jì)與論證 82.4 溫度采集模塊設(shè)計(jì)與論證 92.5 顯示模塊模塊設(shè)計(jì)與論證 93硬件設(shè)計(jì) 103.1單片機(jī)最小系統(tǒng) 103.2時鐘芯片電路 123.3DS18B20電路 143.4顯示電路 163.5按鍵模塊設(shè)計(jì) 174軟件設(shè)計(jì)與仿真 184.1主程序流程圖的設(shè)計(jì) 184.2仿真 18致謝 20參考文獻(xiàn) 21附錄一：原理圖 22附錄二：部分程序 23基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第4頁?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第4頁。前言時間作為人類生產(chǎn)和生活的重要組成部分，其作用特殊性，已經(jīng)獲得了廣泛的熟知和認(rèn)可，人類歷史文明發(fā)展的長河中，對于時間測量和計(jì)算有著很多種方式，例如中國的日晷和西方的沙漏。而隨著工業(yè)革命影響人類生活進(jìn)程的不斷延伸和發(fā)展，科技與測量和記錄時間的方式，獲得進(jìn)一步融合，造成人們對于時間的感知方式，也在不間斷發(fā)生著變化，這也就經(jīng)歷了一個從最初觀察太陽確定時間發(fā)展，到通過人類發(fā)展的科技工業(yè)產(chǎn)品來確定和記錄時間過程，在這一歷程中人類不斷的研究和創(chuàng)造一個又一個奇跡。工業(yè)革命的一個重要表現(xiàn)形式，就是智能化控制器取代傳統(tǒng)的機(jī)械和繼電器控制模式，而單片機(jī)作為工業(yè)時代智能控制器的典型代表，已經(jīng)逐步開走進(jìn)家家戶戶，來到我們身邊。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，在整個國民生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，表現(xiàn)出前所未有的適用性和較高的廣泛度，單片機(jī)以其占用空間少，功能種類豐富等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到工業(yè)化進(jìn)程的各個領(lǐng)域，主要應(yīng)用范圍是智能化醫(yī)療設(shè)備、功能需要化的家居用品、邁向和探索太空的航天領(lǐng)域、汽車可靠性被動安全的氣囊保護(hù)、辦公自動化等。同時，基于以單片機(jī)為核心控制器的各種應(yīng)用控制系統(tǒng)開發(fā)，已經(jīng)是有關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員必須掌握的應(yīng)用技術(shù)。單片機(jī)的芯片占用空間小并且制造成本不高，可以隨意的應(yīng)用到家用儀表，機(jī)器系統(tǒng)，汽車儀器等的各種人們?nèi)粘５漠a(chǎn)品制造之中。基于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的常用的家庭數(shù)字萬年歷也就因此而出現(xiàn)在我們的日常生活之中。這種萬年歷的設(shè)計(jì)是將把這些技術(shù)融合在一起，并且拓展出更多的功能。課題背景與研究的意義基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第5頁?，F(xiàn)代工業(yè)革命代表性特征就是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品出現(xiàn)和應(yīng)用，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入創(chuàng)新和發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)核心技術(shù)思維模式的電子類產(chǎn)品，已經(jīng)逐步作為人類社會生活的密不可分的重要組成部分，較為典型代表就是：有效記錄時間的電子類產(chǎn)品。這類電子類產(chǎn)品的一個共性，就是可靠性、穩(wěn)定性和性價(jià)比高，同時，又具備多方面電子類產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性知識和其他學(xué)科融合的特點(diǎn)，能夠較好檢查大學(xué)生，在整個大學(xué)學(xué)習(xí)生命周期的成果，基于上述兩個方面的考慮，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題定為：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)。STC51系列單片機(jī)，應(yīng)用上具有較為明顯智能化可編程、通用性和擴(kuò)展性，AT89S52是STC51系列單片機(jī)中比較典型的應(yīng)用控制芯片，因此本文選擇：AT89S52作為數(shù)字萬年歷的核心控制處理器，系統(tǒng)以串行DS1302芯片記錄日歷時間，AT89S52作為數(shù)字萬年歷的核心控制處理器，可以進(jìn)行閏年補(bǔ)償并且可以進(jìn)行精確的計(jì)，本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字萬年歷的，能夠滿足用戶對于溫度的檢測功能，芯片上選擇具有應(yīng)用廣泛和功能強(qiáng)大的芯片，同時選擇了具有較強(qiáng)抗干擾能力的液晶顯示板，作為數(shù)字萬年歷的用戶交互界面。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字萬年歷，可以通過萬年歷上的數(shù)字觀察到從年往下的各個等級的精確的時間。并且同時還具有十分精確的校準(zhǔn)時間的功能。以功能消耗小和性價(jià)比較高的AT89S52單片機(jī)做電路核心控制部件，可以有效的降低整體系統(tǒng)運(yùn)行的能量，為用戶節(jié)約能源，所以可以選擇低壓進(jìn)行供電。本文所設(shè)計(jì)的數(shù)字萬年歷具有數(shù)據(jù)讀取十分方便、功能豐富、電路看起來十分的簡單明，并且制作成本并不高等各方面的優(yōu)點(diǎn)，綜上所述，本文選擇基于AT89S52單片機(jī)的數(shù)字萬年歷作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，主要意義具有兩個方面，一是，對于個人能力全面發(fā)展角度，能夠較為有效的進(jìn)行，檢查和提升大學(xué)所學(xué)基本方法、基本理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)動手能力，為進(jìn)一步踏入社會和工作，提供一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累；二是，產(chǎn)生社會生產(chǎn)價(jià)值方面，本文所設(shè)計(jì)的基于AT89S52單片機(jī)的數(shù)字萬年歷，有效解決現(xiàn)在現(xiàn)有固有產(chǎn)品中所存在的問題，例如：產(chǎn)品功能單一，在推向市場的時候會具有很好的應(yīng)用價(jià)值。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第5頁。1.2課題主要研究內(nèi)容大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要目的和原則，就是檢查學(xué)生在整個大學(xué)學(xué)習(xí)過程，理論和實(shí)踐相互融合的能力，而單片機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的一個主要控制部件，已經(jīng)作為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展工業(yè)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用的主流，因此，本課題所研究的電子萬年歷是單片機(jī)控制技術(shù)一個具體應(yīng)用，具有較強(qiáng)的體現(xiàn)出理論和實(shí)際的融合，本文主要研究內(nèi)容包括包括以下幾個方面：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第6頁。1、系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)和論證。這確定設(shè)計(jì)題目后，一個突出問題就是，在確定完基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第6頁。成數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)基本內(nèi)容后，如何更好的實(shí)現(xiàn)各個功能緊密配合和協(xié)同，這就需要對于數(shù)字萬年歷的系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和論證。主要集中在以下內(nèi)容：一是、核心控制部件的設(shè)計(jì)和選型，二是、按鍵模塊設(shè)計(jì)和選型，三是、時鐘模塊設(shè)計(jì)與論證，四是、溫度采集模塊設(shè)計(jì)與論證，五是、顯示模塊設(shè)計(jì)與論證；

2、AT89S52單片機(jī)的數(shù)字萬年歷的硬件電路設(shè)計(jì)，主要包括的內(nèi)容如下，一是、關(guān)于數(shù)字萬年歷的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，二是、時鐘芯片電路，三、DS18B20電路設(shè)計(jì)，四是、顯示電路設(shè)計(jì)，五是，案件模塊設(shè)計(jì)。3、數(shù)字萬年歷AT89S52核心單片機(jī)控制的各項(xiàng)功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對應(yīng)，按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)程序的可移植性。主要包括：主程序流程圖的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的數(shù)字萬年歷，能夠滿足用戶實(shí)際需求和相關(guān)功能。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第7頁。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第7頁。2系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與論證通過上述對課題背景和意義研究，可以知道基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)理論和實(shí)踐意義。這確定設(shè)計(jì)題目后，一個突出問題就是，在確定完成數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)基本內(nèi)容后，如何更好的實(shí)現(xiàn)各個功能緊密配合和協(xié)同，這就需要對于數(shù)字萬年歷的系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和論證。目前，國內(nèi)外對于基于單片機(jī)電子萬年歷的設(shè)計(jì)和程序完成方法較多，能夠選擇的控制芯片和技術(shù)較為豐富，所以如何以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)，確實(shí)做到滿足所需要功能的設(shè)計(jì)前提下，要盡可能選用成本較低、功能穩(wěn)定性高、參數(shù)設(shè)計(jì)匹配合理方案，成為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵問題。本文，基于用戶需求，以與能夠更好的應(yīng)用本科階段所學(xué)知識和方法角度，將基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷劃分為6個基礎(chǔ)功能模塊，通過單片機(jī)進(jìn)行6個功能模塊的信息識別、分析、處理和協(xié)同，主要分為為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源的電源模塊，提高準(zhǔn)確時間序列的時鐘模塊、用戶交互顯示模塊和信息輸入的鍵盤模塊、數(shù)字萬年歷的拓展功能溫度檢測模塊和提示時間的鬧鐘模塊，基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷系統(tǒng)框架如圖2.1所示?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第8頁。圖2.1數(shù)字萬年歷系統(tǒng)框架基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第8頁。核心控制部件選擇基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)過程中，如何保證系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和擴(kuò)展性，完成系統(tǒng)各個功能的優(yōu)化協(xié)調(diào)，主要的關(guān)鍵問題就是系統(tǒng)核心控制功能部件的選型，本文通過查詢相關(guān)的國內(nèi)外關(guān)于電子萬年歷設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，比較各個系列的單片機(jī)決定選擇，TI德州STC51系列單片機(jī)，而該系列單片機(jī)種類和功較多，因此對于該類型單片機(jī)應(yīng)用較為廣闊的兩類單片機(jī)進(jìn)行比較，比較的相關(guān)內(nèi)容如下：方案一:，TI德州STC51系列單片機(jī)的，該型號單片機(jī)在作為數(shù)字電子萬年歷核心控制功能部件的主要參數(shù)如下，具有，數(shù)據(jù)閃存的，內(nèi)部自帶固有的內(nèi)部存儲空間為：，基本工作的電源電壓為3V，能夠與傳統(tǒng)類的進(jìn)行系統(tǒng)外的程序和硬件兼容，但是唯一的一個不足就是，在程序編寫和調(diào)試過程中，不能夠提供基于的在線編程模式，這也就造成在編寫和調(diào)試程序過程中，需要多次進(jìn)行程序的下載，這也可能在程序的編寫過程中，對于芯片進(jìn)行一定的損壞，為硬件設(shè)計(jì)帶來不必要的麻煩，方案二:TI德州STC51系列單片機(jī)的采用AT89S52芯片作為硬件核心,型號單片機(jī)在作為數(shù)字電子萬年歷核心控制功能部件的主要參數(shù)如下，數(shù)據(jù)閃存的，內(nèi)部自帶固有的內(nèi)部存儲空間為：，基本工作的電源電壓為3V，能夠與傳統(tǒng)類的進(jìn)行系統(tǒng)外的程序和硬件兼容。能夠提供基于的在線編程模式，這也就造成在編寫和調(diào)試程序過程中，不需要多次進(jìn)行程序的下載，這也可能在程序的編寫過程中，減少對于芯片的損壞，為硬件設(shè)計(jì)帶來一定的方便?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第9頁。TI德州STC51系列單片機(jī)的和，都能夠在較為低功耗條件下作，為用戶提供較好的能耗管理，并且兩者都能夠與傳統(tǒng)的單片機(jī)，進(jìn)行兼容，這就是所說，我們在編寫數(shù)字萬年歷程序的過程中，可以有效的借鑒傳統(tǒng)的單片機(jī)硬件和軟件設(shè)計(jì)的案例。兩者的主要區(qū)別在于以下兩個方面，一是，兩者內(nèi)部自帶固有的內(nèi)部存儲空間不同，以與能夠進(jìn)行的在線編程模式，基于上述兩種方案的分析，最終決定選用作為數(shù)字萬年歷的核心控制部件?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第9頁。按鍵控制模塊設(shè)計(jì)與論證基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)過程中，鍵盤是用戶和數(shù)字萬年歷交互的主要功能部件，如何能夠更加便捷、可靠的完成交互動作，直接關(guān)系到單片機(jī)數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)的質(zhì)量效果，按鍵控制模塊有兩種設(shè)計(jì)方案，一種是用CPU不斷進(jìn)行端口掃描的矩陣鍵盤，另一種是獨(dú)立按鍵。第一種設(shè)計(jì)可以直接鍵入數(shù)值，第二種可以極大地節(jié)省CPU的資源，由于系統(tǒng)中的按鍵不多，為了使操作更加的簡單最終選用第二種的獨(dú)立按鍵的設(shè)計(jì)方案。時鐘模塊設(shè)計(jì)與論證基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)過程中，時鐘模塊的選擇和設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到核心控制單元的信息識別、分析和處理，也是保證系統(tǒng)與功能模塊之間協(xié)調(diào)、和模塊與模塊之間協(xié)同的關(guān)鍵點(diǎn)。通常在設(shè)計(jì)單片機(jī)數(shù)字萬年歷，在時鐘模塊的設(shè)計(jì)與論證時鐘模塊的設(shè)計(jì)與論證主要有兩種方法：一是，直接使用單片機(jī)核心控制器，進(jìn)行秒信號的提供使程序精確實(shí)現(xiàn)時間計(jì)算，二是，使用具有閏年補(bǔ)償并且可以自動進(jìn)行計(jì)數(shù)的DS1302單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)時鐘的計(jì)時功能。采用第一種方法時只需要使用少量的芯片，可以使萬年歷的制作成本大大的降低，但是這種計(jì)時方法與實(shí)際時間對比存在比較大的誤差，而具有閏年補(bǔ)償功能的DS1302單片機(jī)芯片對時間的計(jì)算十分的精確，根據(jù)系統(tǒng)時新功能時所需要最終選擇使用DS1302時鐘芯片。溫度采集模塊設(shè)計(jì)與論證基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第10頁。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)過程中，溫度采集作為本次基于單片機(jī)數(shù)字萬年歷的一個拓展功能模塊，其有效性直接能夠影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)度，如何能夠獲得較為準(zhǔn)確的溫度采集信息，是該模塊選型的關(guān)鍵點(diǎn)。進(jìn)行計(jì)時溫度采集模塊設(shè)計(jì)與論證溫度采集模塊硬件有AD590或熱敏電阻和DS18B20數(shù)字式溫度傳感器兩種硬件進(jìn)行選擇，其中第一種硬件精度很高，但是設(shè)計(jì)電路十分的麻煩并且制造成本高，而第二種硬件雖然準(zhǔn)確度并不是十分的高但是可以直觀地看到被測量溫度的數(shù)值，并且設(shè)計(jì)電路簡單使用的模塊，將會直接降低單片機(jī)數(shù)字萬年歷成本。根據(jù)數(shù)字萬年歷需要實(shí)現(xiàn)的主要功能與制作成本等多方面的比較，最終決定使用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第10頁。顯示模塊模塊設(shè)計(jì)與論證基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第11頁?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)過程中，顯示功能模塊是人機(jī)交互的又一重要問題，主要體現(xiàn)在，數(shù)字萬年歷在進(jìn)行時間信息的分析和處理，最后，傳遞給用戶的信息，需要有效顯示在屏幕上，因此，如何能夠有效提升用戶的感知度和滿意度，是顯示模塊設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題。顯示模塊模塊設(shè)計(jì)與論證顯示模塊的設(shè)計(jì)與論證共有三種方法，第一種是采用比較多的位移寄存器件，這種顯示方法是靜態(tài)的，它雖然只需要兩根線進(jìn)行不占用端口的輸出，但是其硬件消耗的功率相比較而言十分大且制作十分的復(fù)雜，因而不采用靜態(tài)的顯示方法。第二種是使用占用空間和功率消耗都比較小的動態(tài)的顯示方法，這種顯示方法需要使用單片機(jī)芯片上的14個端口，它的硬件很容易制作并且成本相對較低占用的空間也比較小。而第三種方法是用LED液晶顯示屏進(jìn)行顯示的方法，這種方法除了亮度不夠的缺點(diǎn)之外它的硬件制作成本很低，且制作工序十分的簡單，而且具有顯示的內(nèi)容豐富但是對功率的消耗很小的優(yōu)點(diǎn)。在顯示模塊的設(shè)計(jì)與論證中系統(tǒng)要求占用空間要小，顯示的內(nèi)容要多，并且由于是超低壓供電要求功率的消耗小。經(jīng)過各方面的綜合比較和設(shè)計(jì)功能所需最終選用LED的顯示方法?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第11頁。.3硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中，需要一個強(qiáng)大而穩(wěn)定的核心控制模塊，一般情況下叫做單片機(jī)的最小化系統(tǒng)，本文所設(shè)計(jì)的單片機(jī)數(shù)字萬年歷系統(tǒng)核心模塊分為以下4個基本單元，即系統(tǒng)的穩(wěn)定供應(yīng)電源、提供準(zhǔn)確時鐘的晶振、復(fù)位控制信號和控制程序下載端口，以上四個部分協(xié)調(diào)作用，從而構(gòu)成數(shù)字萬年歷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行工作平臺。同時需要強(qiáng)調(diào)的是，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中不僅可以使系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，具有復(fù)位功能，也提供一個指位操作，即數(shù)字萬年歷系統(tǒng)非工作狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)出指令為空，而希望系統(tǒng)運(yùn)行在某一狀態(tài)下，例如選擇鬧鐘功能，即要操作一個位置功能按鍵。單片機(jī)的數(shù)字萬年歷的最小系統(tǒng)如圖3.1所示。本系統(tǒng)用的MCU系統(tǒng)用的為AT公司新出品的S系列的單片機(jī)，S系列的單片機(jī)相比以前C系列的其中一個優(yōu)點(diǎn)是S系列能夠在線編程（ISP），在沒有仿真器和編程器的情況下仍然可以進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和升級固件，單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成。下面介紹一下時鐘電路和復(fù)位電路。圖3.1數(shù)字萬年歷最小系統(tǒng)時鐘電路：基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第12頁。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)，需要一個準(zhǔn)確的統(tǒng)一化時鐘，這主要是為了保證整個系統(tǒng)的時序規(guī)則性，也可以說是我們工業(yè)用控制計(jì)算機(jī)的時鐘顯示，而AT89C52核心單片機(jī)運(yùn)行過程中，需要一個時鐘定時電路，為整個系統(tǒng)提供時序上的驅(qū)動，更形象理解為整個萬年歷系統(tǒng)的心臟部分。XTAL1和XTAL2分別是單片機(jī)的內(nèi)部震蕩器的輸入端和輸出端，如果利用的是外部振蕩器，我們就把外部振蕩信號加到XTAL1，讓XTAL2處于懸空狀態(tài)。如果時鐘電路采用的是內(nèi)部方式的話，那么時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖是二分頻如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。單片機(jī)的晶振頻率數(shù)值只需要處于1至24MHZ之間即可正常使用。如上圖所示我電容取30PF?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第12頁。圖3.2數(shù)字萬年歷最小系統(tǒng)時鐘電路基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第13頁。（2）單片機(jī)復(fù)位電路：AT89C52核心單片機(jī)數(shù)字萬年歷的控制系統(tǒng)，為了有效保障系統(tǒng)的初始化可控性以與發(fā)生過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)定參數(shù)的默認(rèn)性返回，本文設(shè)計(jì)AT89C52核心單片機(jī)復(fù)位電路模塊，通常情況下，單片機(jī)的數(shù)字萬年歷控制系統(tǒng)只有在啟動過程中，復(fù)位電路才工作，但是當(dāng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中，為人的觸發(fā)復(fù)位電路開關(guān)鍵，系統(tǒng)也將會返回到初始化狀態(tài)，AT89C52核心單片機(jī)復(fù)位電路模塊的執(zhí)行原理是有一個具有儲能和放能的電容完成，當(dāng)復(fù)位按鈕在觸發(fā)狀態(tài)下，控制電容電路的導(dǎo)線將會自動化的斷開，從而使電容電路處于短路狀態(tài)，并將儲存的相應(yīng)電能獲得釋放，傳導(dǎo)引發(fā)復(fù)位電路中電阻兩端電壓的變化，本文在此單片機(jī)復(fù)位電路中引入了一個具有延時功能效果的電容與一個具有信號放大功能的二極管，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明可以近一步提高AT89C52核心單片機(jī)復(fù)位電路模塊的穩(wěn)定性能。單片機(jī)的數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)正常運(yùn)行的時候，如果該管腳上有超過兩個機(jī)器周期時間的高位電平時，那么單片機(jī)就會被回復(fù)到原來的位置，單片機(jī)就會重新的啟動。把內(nèi)部的程序指針置于開始位置。單片機(jī)復(fù)位的時候P0-P3口均會被重新置1，也就是說這些引腳的電平都是高電平，單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器和寄存器等，也都會自同一時間全部的回復(fù)到原來的位置成為零。在是單片機(jī)復(fù)位的高電平消失轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，其內(nèi)部的ROM會從00H處重新進(jìn)行運(yùn)行。由單片機(jī)的復(fù)位電路采樣一次。單片機(jī)對內(nèi)部電路進(jìn)行復(fù)位時一般常見的有兩種復(fù)位方式，一種是通過是供應(yīng)電流是單片機(jī)自動的進(jìn)行復(fù)位的方式，另一種是通過人工按下復(fù)位鍵進(jìn)行復(fù)位的方式，在這次設(shè)計(jì)的電路中我們所使用的復(fù)位方式是通過給其供應(yīng)電流使其自動回復(fù)運(yùn)維的復(fù)位方式。復(fù)位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響。常用的數(shù)字萬年歷最小系統(tǒng)復(fù)位電路如圖3.3所示。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第13頁。圖3.3數(shù)字萬年歷最小系統(tǒng)復(fù)位電路3.2時鐘芯片電路基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第14頁。AT89C52核心單片機(jī)數(shù)字萬年歷的控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，選擇具有閏年補(bǔ)償功能的DS1302單片機(jī)芯片對時間的計(jì)算十分的精確，根據(jù)系統(tǒng)時新功能時所需要最終選擇使用DS1302時鐘芯片如圖3.3為DS1302的接口電路，圖中的Vcc1是DS1302新品接口電路的備用電源，Vcc2是圖中DS1302芯片雙電源供電系統(tǒng)中的主電源，如果使用圖中所示的運(yùn)行方式，那么當(dāng)Vcc2這個主用電源出現(xiàn)故障無法工作的時候Vcc1這個備用的電源就可以給系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行供電，這種情況下就能夠在注定不愿停止工作的情況下與時的保存好芯片系統(tǒng)中的信息和有用的數(shù)據(jù)等。基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第14頁。圖3.4數(shù)字萬年歷時鐘芯片電路DS1302數(shù)字萬年歷時鐘芯片定時過程的供電原則是，選取Vcc1和Vcc2大者供電，即當(dāng)，為數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302提供電源，當(dāng)，為數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302提供電源。數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302，在進(jìn)行工作之前所前所有的程序都進(jìn)行初始化處理，然后在進(jìn)行給與SCLK脈沖信號的操作；讀/寫時序如下圖3.5所示。表3.1為DS1302的操作數(shù)據(jù)表格，芯片讀取的單元操作地址為1～5位，0位是數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302讀取選擇項(xiàng)，即當(dāng)該位指1情況下，DS1302繼續(xù)讀操作。進(jìn)行寫操作時，該位為0。從最低位對系統(tǒng)芯片的控制字節(jié)進(jìn)行輸入和輸出。表-2為DS1302的日歷、時間寄存器內(nèi)容：如表中所示的那樣，標(biāo)志時鐘暫停的位是“CH”，如果時鐘振蕩器是暫停不懂得狀態(tài)，那么該位顯示的是1。數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302處于、一種功率消耗十分小的運(yùn)行模式；例如當(dāng)寄存位地址設(shè)置為0時，數(shù)字萬年歷時鐘芯片，開始進(jìn)行計(jì)時操作，列表中的WR是數(shù)字萬年歷時鐘芯片寫保護(hù)操作，只有它為0的時候，才可以對時鐘里的芯片進(jìn)行寫操作，如果該位顯示是1的時候，那么此時無法對任何的寄存器進(jìn)行寫操作?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第15頁。表3.1數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302控制模式基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第15頁。1RAM/CKA4A3A2A1A0RD/WRDS1302數(shù)字萬年歷時鐘芯片的時序控制如圖3.5所示，當(dāng)芯片讀取控制指令發(fā)送后，需要在一個時間的上升邊沿到來時，控制數(shù)據(jù)將會直接寫入到數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302之中，數(shù)據(jù)的寫入模式是從0～7為開始，同樣的原理，當(dāng)一個時間的下降邊沿到來時，數(shù)據(jù)的讀取模式是從0～7為開。圖3.5數(shù)字萬年歷時鐘芯片電路時序圖DS1302數(shù)字萬年歷時鐘芯片共計(jì)有12個相關(guān)寄存器，12個寄存器分配的原則是7個寄存器與相關(guān)的日歷和時間有關(guān)，存儲的模式為BCD碼，對應(yīng)的DS1302數(shù)字萬年歷時鐘芯片寄存器如表3.2所示。表3.2數(shù)字萬年歷時鐘芯片DS1302寄存器分配寫寄存器讀寄存器80H81HCH10秒秒82H83H10分分84H85H12/EQ\*jc0\*"Font:宋體"\*hps8\o\ad(\s\up9(——),24)010時時EQ\*jc0\*"Font:TimesNewRoman"\*hps12\o\ad(\s\up11(——),AM)/PM86H87H0010日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH10年年8EH8FHWP0000000基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第16頁?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第16頁。3.2DS18B20電路單片機(jī)的數(shù)字萬年歷控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，溫度檢測的準(zhǔn)確性是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，也是整個系統(tǒng)質(zhì)量的一個主要評價(jià)因素，溫度采集作為本次基于單片機(jī)數(shù)字萬年歷重要擴(kuò)展功能，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選取，數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片是一個3管腳的集成體封裝模式，該芯片的邏輯電路結(jié)構(gòu)框圖，如圖3.6所示。數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片的內(nèi)部閃存如表3.3所示。表3.3數(shù)字萬年歷時鐘芯片寄存器分配圖3.6數(shù)字萬年歷溫度檢測電路圖數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片，是一個完成的9位編碼模式，高低溫度警示標(biāo)志位為：。通過一系列的編程是用戶根據(jù)實(shí)際情況去進(jìn)行代碼的設(shè)計(jì)和使用。數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片，具有一個高速數(shù)據(jù)內(nèi)存暫緩，其主要的應(yīng)用功能是將系統(tǒng)外部，所采集的溫度信息，轉(zhuǎn)化為單片機(jī)的數(shù)字萬年最小核心控制系統(tǒng)所能識別的信息，每一個字的功能說明如表3.4所示，其中是選擇，數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片精度，也就是溫度的分辨率，初始化溫度分辨率是12。對應(yīng)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)如表3.5所示?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第17頁。表3.4數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片寄存功能位基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第17頁。表3.5數(shù)字萬年歷溫度檢測芯片溫度分辨率數(shù)字萬年歷溫度檢測過程中，我們都知道外界溫度的變化是一個系統(tǒng)性逐步變化，并且易于受到外界其他未知因素的干擾，因此在溫度識別過程中，溫度信號的傳播具有明顯波動性，這就需要對于數(shù)字萬年歷溫度檢，進(jìn)行一定的溫度功能性補(bǔ)償，我們可以通過對應(yīng)的芯片程序設(shè)置，以此判斷在溫度傳遞過程中，是否出現(xiàn)對應(yīng)的誤差。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)，通過相關(guān)溫度集采信號指令，可以對數(shù)字萬年歷溫度芯片進(jìn)行讀取控制，數(shù)字萬年歷溫度芯片將外部采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，直接進(jìn)行溫度相關(guān)轉(zhuǎn)換，AT89C52核心單片機(jī)可以直接讀取相關(guān)溫度數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式如下：2221202-12-22-32-4MSBLSBSSSSS262524MSBLSB數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)與溫度檢測系統(tǒng)交互過程中，當(dāng)溫度讀取完成后，希望將溫度的信息直接轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制，以供溫度的外部顯示用，而在這一程序運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)換具有一定困難，主要體現(xiàn)在當(dāng)所檢測的溫度值為正時，數(shù)據(jù)信息保存為原碼，而相反如果所采集的外部環(huán)境信息為負(fù)值，這數(shù)據(jù)的形式為補(bǔ)碼，在數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系進(jìn)行數(shù)據(jù)分析過程中，需要將補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換成原碼，為了更好的處理該問題，本文設(shè)計(jì)了對應(yīng)的相關(guān)子子程序，該程序可以直接調(diào)用，如表3.6所示?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第18頁。表3基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第18頁。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系與溫度檢測系統(tǒng)交互過程中，溫度檢測電路具有自動檢測溫度高低的功能，這樣可以有效降低數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)運(yùn)行效能。例如：當(dāng)時，溫度檢測系統(tǒng)，將會直接將報(bào)警信息發(fā)送到，數(shù)字萬年歷核心控制單元中，。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系與溫度檢測接口如圖3.7所示。DS18B20與單片機(jī)的接口電路如下圖所示：圖3.7數(shù)字萬年歷溫度檢測電路接口圖3.4顯示電路數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)過程中，需要通過鎖地址緩存芯片74LS373對核心控制單片機(jī)單元AT89C52的輸出信息進(jìn)行保存、分析和處理，并由，實(shí)現(xiàn)數(shù)字萬年歷控制模式信息的選擇性輸出，從而為用戶所提供所需要的時鐘顯示，這樣做的目的主要是在于便捷式操作，更好的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。目前，數(shù)字萬年歷一般選取的是一種簡單的2極管8位顯示碼，但是這種模式下，將會需要大量占用數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)的I/O口，因此文本直接選擇了性價(jià)比較高的液晶屏，作為數(shù)字萬年歷的顯示端口。3.5數(shù)字萬年歷的鍵盤模塊設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第19頁。為滿足用戶對于數(shù)字萬年的個性化需求和設(shè)置，即按照自己主觀意愿，進(jìn)行數(shù)字萬年歷的功能選擇和控制，數(shù)字萬年需要設(shè)計(jì)外部影響輸入裝置，一般情況下，選擇機(jī)械式的鍵盤較為合理，主要的原因是考慮數(shù)字萬年需要際運(yùn)行可靠性，這里將會產(chǎn)生一個因?yàn)闄C(jī)械鍵盤固有特性所發(fā)生的問題，即機(jī)械彈性所引發(fā)的響應(yīng)時間，可以這樣說，即所期望的按鍵時間與系統(tǒng)反應(yīng)時間存在一定的差異性，不能對實(shí)際控制系統(tǒng)進(jìn)行即時性響應(yīng)。經(jīng)過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，機(jī)械鍵盤一般的反應(yīng)所產(chǎn)生的間隔時間為：，而這個時間對于自動化數(shù)字萬年歷的響應(yīng)動作時間較為重要，因此本文設(shè)計(jì)了消除鍵盤時間響應(yīng)間隔的模塊，選擇了軟件消除方法，主要工作原理是，當(dāng)自動化數(shù)字萬年歷，檢測到硬件鍵盤按鍵后，還有等待一段時間后執(zhí)行操作程序，一般設(shè)置為的延時，如果按鍵處于一直常閉和狀態(tài)，則確定按鍵按下，同時在確定按下鍵盤后，進(jìn)行鍵盤釋放，這同樣需要一個的延時程序，可以認(rèn)為直到電路的后沿狀態(tài)消失后，系統(tǒng)將會轉(zhuǎn)向執(zhí)行主控制程序。系統(tǒng)中一共有五個可以操作的按鍵，這些按鍵中一個是用來人工操作進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位的，其余四個則是使用的單個的按鍵，這種設(shè)計(jì)方法，操作簡單，可以極大地減少系統(tǒng)CPU的使用，其中1個按鍵為系統(tǒng)復(fù)位按鍵，其他4個按鍵直接對應(yīng)了，數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)的控制系統(tǒng)的4個基本功能，即設(shè)置、上、下和停止開始，數(shù)字萬年歷按鍵電路接口如圖3.7所示?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第19頁。圖3.8數(shù)字萬年歷按鍵接口圖.4軟件設(shè)計(jì)與仿真基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第20頁。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)控制的各項(xiàng)功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對應(yīng)，按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)程序的可移植性。同時，數(shù)字萬年歷控制運(yùn)行系統(tǒng)過程中，軟件是控制行為實(shí)現(xiàn)編寫者，是實(shí)現(xiàn)具體功能操作者，其實(shí)其設(shè)計(jì)合理性和可靠性，將會直接影響自動化數(shù)字萬年歷整體性能，基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第20頁。4.1數(shù)字萬年歷主程序框圖開始開始DS1302初始化設(shè)置DS1302讀年月日星期時分秒將讀取的數(shù)據(jù)處理后送液晶屏顯示返回圖4.1數(shù)字萬年歷程序主框圖4.2仿真基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第21頁。數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)控制系統(tǒng)能否完成具體功能，需要進(jìn)行硬件和軟件上的系統(tǒng)性仿真研究，這樣做的目的是可以進(jìn)一步降低生產(chǎn)性產(chǎn)品，和優(yōu)化數(shù)字萬年歷控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，本文選擇了國內(nèi)外通用的電路仿真軟件，，總之，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大點(diǎn)擊，對于數(shù)字萬年歷AT89C52核心單片機(jī)控制系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖4.2所示，仿真結(jié)果表明，基于AT89C52核心單片機(jī)的數(shù)字萬年歷能夠有效穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能要求?；趩纹瑱C(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第21頁。圖4.2數(shù)字萬年歷仿真圖致謝基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)全文共27頁，當(dāng)前為第22頁。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文寫到這里的時候，心中突然間