《毕业设计论文单片机节能环保多功能数字电子钟设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文单片机节能环保多功能数字电子钟设计.doc（14页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、南京铁道职业技术学院（毕业论文）南京铁道职业技术学院毕 业 设 计题 目： 节能环保多功能数字电子钟设计 作 者： 学 号： 系 ： 自动控制系 专 业： 电气自动化技术 班 级： 08电气自动化301班 指导者： 讲师 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务)2011 年 4 月 III节能环保多功能数字电子钟设计摘 要：单片机经过几十年的发展，已经广泛应用于生活中的各个领域。单片机以其体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在许多行业都得到了广泛应用。在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、
2、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。基于单片机的万年历作为设计的课题，因为它有很好的开放性和可发挥性，对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力而且强调了对单片机扩展的应用。 本文研究的万年历系统拟用STC89C52单片机控制，以DS1302时钟芯片计时、 1602 液晶屏显示。系统主要由单片机控制电路，显示电路以及校正电路三个模块组成。本文阐述了系统的硬件工作原理，所应用的各个接口模块的功能以及其工作过程，论证了设计方案理论的可行性。系统程序采用C语言编写,经Wave软件进行调试后在Proteus软件中进行仿真，可以显示年、月、日、星期、时、分和秒并具有校准功能和与即
3、时时间同步的功能，同时采用液晶显示可以很好的节约能源起到环保的作用。实验结果表明此万年历实现后具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。关键词：万年历 单片机 仿真 目 录第一章 绪论11.1本课题研究的意义11.2本课题主要的研究工作11.3本章小结2第二章 单片机的概述32.1单片机的定义和特点32.2单片机发展现状和发展趋势32.3编程语言的选择42.4本章小结5第三章 系统硬件电路的设计63.1电路设计框图63.2系统硬件概述73.3主要单元电路的设计73.4本章小结15第四章 系统的软件设计164.1程序的设计164.2本章
4、小结18第五章 仿真与调试195.1 Proteus ISIS简介195.2 Proteus软件运行流程195.3功能仿真215.4 本章小结22总结与展望23致谢24参考文献25附录一:系统程序26第一章 绪论1.1课题研究的意义万年历是我国古代传说中最古老的一部太阳历。为纪念历法编撰者万年功绩，便将这部历法命名为“万年历”。而现在所使用的万年历，实际上就是记录一定时间范围内的具体阳历或阴历的日期的年历，方便有需要的人查询使用，与原始历法并无直接联系。而随着微电子技术的高速发展，人类用于计时的工具也在不断发展更新，单片机技术的出现使得万年历有了新的发展方向。单片机以其体积小、功能全、性价比高
5、等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。目前世界上单片机年产量已达十多亿片，通常是当年微处理器产量的4-5倍以上。用最少的芯片就能实现最强大的功能，这是将来电子产品的主流方向，它将无可置疑地一步步取代其它同类产品，其数量之大和应用面之广，是其它任何类型的计算机所无法比拟的。1.3本章小结本章是论文的绪论部分，着重介绍了万年历的研究意义。然后介绍了本设计的主要内容、设计目标和希望达到的效果。第 10 页 共 20 页第二章 单片机的概述2.1单片机的定义
6、和特点2.1.1 单片机的定义:单片机即单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应和节约成本。单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用于工业控制领域。单片机的芯片内仅由CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。2.1.2 单片机的特点:单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。单片机应用在检测、控制领域中，具有如下特
7、点：1、体积小、控制功能强、成本低。因而可以方便地组装各种智能式控制设备和仪器，做到机、电、仪一体化。2、易扩展。很容易构成各种规模的应用系统，为应用系统的设计和生产带来极大方便。4、种类多，型号全。很多单片机厂家逐年扩大适应各种需要，有针对性地推出一系列型号产品，使系统开发工程师有很大的选择余地。大部分产品有较好的兼容性，保证了已开发产品能顺利移植，较容易地使产品进行升级换代。5、低功耗。现在新型单片机的功耗越来越小，供电电压从5V降低到了3.2V，甚至1V，工作电流从mA降到A级，工作频率从十几兆可编程到几十千赫兹。特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待、暂停、睡眠、空
8、闲、节电等。6、可以采用C语言开发环境，具有友好的人机互交环境。大多数单片机都提供基于C语言开发平台，并提供大量的函数供使用，这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高。2.4本章小结本章主要介绍了单片机的定义和特点，重点描述了单片机发展现状和未来的发展趋势，最后简单地介绍了选择的编程语言。第三章 系统硬件电路的设计3.1 电路设计框图根据上述确定的方案给出了系统整体的设计框图及流程图：图3.1系统结构框图为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘模块用来校正液晶上显示的时间；STC89C52单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作；而系统的时间等数据则最终通过
9、液晶模块显示出来。图3.2系统流程图系统总流程图如图3.2所示。流程图分析：首先系统初始化，系统开始运行，当有设置键按下时进入修改时间模式，无按键按下时读取时间数据送入液晶屏显示；在修改时间模式下设置时间完成后再送数据到液晶屏显示。3.4本章小结本章主要介绍了系统硬件设计，其中对时钟芯片DS1302、1602液晶显示屏和STC89C52最小系统的设计做了详细阐述。此外还介绍了各模块和单片机的连接方法及电路原理图，最后确定系统的整体硬件设计方案。第四章 系统的软件设计4.1程序的设计4.1.1 DS1302读写程序4.2本章小结本章对基于单片机的电子钟系统软件模块进行设计，介绍了各主要模块的子程
10、序。对一些模块常用的函数进行了注释，并对时钟芯片DS1302的读写时序进行了解释，这一切都构成了这个系统的关键。第五章 仿真与调试5.1 Proteus ISIS简介 图5.9 按键的设置5.4 本章小结 本章主要介绍了整个系统的模拟仿真，其中对仿真所用到的软件进行了简单介绍，此外还介绍了仿真电路的简单步骤及其时间的设置并附图在文中，使仿真步骤更容易被看懂。总结与展望至此，关于毕业设计的所有内容就介绍完了，进行这次毕业设计一切都是从零开始，从最简单查资料、了解各个元件的功能起步，再确定设计方案、画流程图、编写程序到最后进行仿真，这次课题设计可以说成功完成。系统的硬件、软件设计合理,功能完备,运
11、行稳定、可靠。实验结果表明此万年历实现后具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。最终取得的成果如下：1、 了解了单片机及各部件之间的连接；2、 在Protues软件中画出了系统电路图，并进行了仿真；3、 完成了论文，最终使时钟达到了论文要求；4、 用C语言编写了程序。在整个设计过程中，充分发挥了人的主观能动性，自主学习，学到了许多没学到的知识。程序编写中，由于思路不清晰，开始时遇到了很多的问题，经过静下心来思考查资料，和同学讨论，向老师请教，理清了思路，完成对程序的编写。通过设计提高了对单片机的认识，进一步熟悉和掌握单片机的结构及工
12、作原理。通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术，提高软件设计、调试能力；通过这次设计熟悉以单片机核心的应用系统开发的全过程，掌握硬件电路设计的基本方法和技术，掌握相关电路参数的计算方法。最终完成了设计，达到了预期的目的，完成了最初的设想。但是由于时间和个人能力的原因，整个系统看起来还是显得非常的简单，只实现了一些最基本的功能，还有许多不足和可以扩展的地方。例如实现公历和农历的转换、闹钟报时等，这些有待以后来弥补，还望各位老师予以指正和修改。致谢毕业综合实践的完成，为我的大学学习生活画下了最后一笔。应该感谢的人很多，首先感谢学院给我们提供了一个展现自己的舞台，在南京铁道职业
13、技术学院这个良好的学习环境中，我们得到了很多锻炼的机会，使得我们的动手能力和专业技能都有了很大的提高。其次要感谢教单片机的黄老师的悉心教导和全程负责毕业综合实践的老师，还有帮助我完成的同学。是你们为我创造了良好的学习和完成毕业设计的环境，你们的支持和鼓励使我对这次的设计完成有了信心和动力，使我能够顺利地完成课题的设计工作，在此向这些帮助我的人致以诚挚的谢意。最后，还要特别感谢我的父母，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。正是在爸妈身体和精神的养育下才让我得以全身心投入学习和研究中，顺利完成学业。即将踏上社会了，在人生的又一个十字路口上，我将带着你们的期望和关怀，在将来的工作岗位
14、上勤奋实干，积极进取，用优异的成绩来回报大家对我的关心和帮助！参考文献1 刘和平. 单片机原理与应用M.北京：机械工业出版社,2002，201-2092 刘守义单片机应用技术M. 西安：西安电子科技大学出版社,2002，98-1073 刘勇. 数字电路M. 北京：电子工业出版社, 2004，111-1184 康光华.电子技术基础模拟部分 M.（第五版）高等教育出版社.2005,247-2615 谭浩强. C程序设计 M.（第三版）北京：清华大学出版社,2005，256-2786 周润景，张丽娜，刘印群. PROTEUS入门实用教程M.北京：机械工业出版社,2007，314-3257 戴佳，戴卫
15、恒. 51单片机C语言应用程序设计实例精讲M.北京：电子工业出版社,2006，231-2468 肖炎根，舒望.基于实时钟芯片的电子万年历设计J.电子技术，2007，卷号（36）：91-949 王怀平，王仁波，胡开明.Proteus仿真设计基于单片机AT89C51的电子万年历J.科技广场，2008，卷号（10）：197-19810 鲁刚强. 基于液晶显示器的单片机系统设计J.科技资讯，2008，卷号（35）：22-2311 陈凯. 液晶显示万年历、时间、星期及温度D.湖南：湖南理工学院，2009.12 张海兵, 李 敏. Proteus电路设计实例与分析M. 北京:人民邮电出版社, 2005，119-20513 黄劼, 徐晓秋. 单片机原理及接口技术M. 北京:国防工业出版社,2008,102-11214 张齐, 朱宁西.单片机应用系统设计技术:基于C51的Proteus仿真M.(第二版) 北京:电子工业出版社,2009，245-26415 黄克亚. 基于液晶显示器的数字电子钟设计J. 科学之友, 2010, (10): 33-34.附录一：系统程序主程序：
