-基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计

成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）成都工业学院成教院毕业设计（论文）论文题目：基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计教学点：重庆科创职业学院指导老师：段莉职称：讲师学生姓名：施翔文学号:1212441420专业：机电一体化技术成都工业学院成教院制二〇一三年十二月二十五日成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）成都工业学院成教院毕业设计（论文）任务书题目：基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计任务与要求：1、用AT89C51单片机为控制器作为多功能电子万年历的硬件结构；2、以串行时钟DS1302记录日历和时间；3、采用直观的数字显示，可以显示年、月、日、时、分、秒、等功能。时间：2013年11月28日至2014年4月17日共20周教学点：重庆科创职业学院学生姓名：施翔文学号：1212441420专业：机电一体化技术指导单位或教研室：重庆科创职业学院指导教师：段莉职称：讲师成都工业学院成教院制成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）毕业设计(论文)进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签字2013.11.28-2013.12.20查找资料，选题2013.12.22-2014.1.31完成论文的初稿2014.2.1-2014.3.15完成论文二稿的写作2014.3.16-2014.4.5完成论文的终稿及格式修改2014.4.6-2014.4.20定稿，打印论文，做好评阅的准备2014.4.21-2014.4.25论文评阅教师对进度计划实施情况总评签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一。成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）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、电子万年历、DS1302成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）AbstractThispaperintroducesthehardwarestructureofmultifunctionelectroniccalendarAT89C51microcontrollerhardwareandsoftwaredesignmethodbasedon.SystemtoAT89C51SCMasthecontroller,theserialclockcalendarchipDS1302calendarandtime,itcanbeyears,months,days,hours,minutes,secondsfortime,alsohasaleapyearcompensationandotherfunctions.Calendarusingvisualdigitaldisplay,cansimultaneouslyontheLEDdisplayyear,month,day,Sunday,when,minutesandseconds,isalsoatimecalibrationfunctions.Thiscalendarwitheasytoread,intuitivedisplay,functionaldiversity,simplecircuit,lowcostandmanyotheradvantages,hasbroadmarketprospects.Keywords：AT89C51、Electroniccalendar、DS1302成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）目录第一章绪论.....................................................1第一节课题研究的背景.......................................1第二节课题的研究目的与意义.................................1第三节课题解决的主要内容...................................1第二章系统的总体设计...........................................2第一节系统方案的构想与确定.................................2第二节器件的选用...........................................2第三节单片机的选择.........................................2第三章系统硬件的设计...........................................4第一节系统硬件电路设计.....................................4第二节AT89S51单片机........................................4第三节8位移位寄存器74LS164（串行输入，并行输出）..........7第四节DS1302..............................................11第四章系统的软件设计..........................................13第一节主程序图.............................错误!未定义书签。第五章PROTEUS使用............................................14第一节编程环境PROTEUS.....................................14第二节用PROTEUSISIS对电子万年历的硬件电路设计...........14第三节用PROTEUSISIS进行电子万年历的仿真测试.............18结束语.........................................................21谢辞.........................................................22参考文献.......................................................23成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）1第一章绪论第一节课题研究的背景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。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，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、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89C51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。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，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。第二节课题的研究目的与意义二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。电子万年历的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。第三节课题解决的主要内容本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面：（1）选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。（2）根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。（3）在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。（5）根据设计的硬件电路，编写控制AT89C51芯片的单片机程序。（6）在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。（7）软件设计时必须要有完善的思路，要做到程序简单，调试方便。成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）2第二章系统的总体设计单片机电子万年历的制作有多种方法，可供选择的器件和运用的技术也有很多种。所以，系统的总体设计方案应在满足系统功能的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要简单使用、易于实现，器件的选用着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗以及低廉的成本。第一节系统方案的构想与确定系统的功能往往决定了系统采用的结构，经过成本，性能，功耗等多方面的考虑决定用三个8位74LS164串行接口外接LED显示器，RESPACK-8对单片机AT89C51进行供电，时间芯片DS1302连接单片机AT89C51。从而实现电子万年历的功能。第二节器件的选用（1）单片机AT89C51，（2）电容RESPACK-8，（3）三个74LS164串行接口，（4）传感器DS1302。第三节单片机的选择单片机自70年代问世以来以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，用广泛的应用领域拉动得到蓬勃发展，单片机功能正日渐完善。单片机的应用，使许多领域的技术水平和自动化程度大大提高，可以说当今世界正在经受一场以单片机技术为标志的新技术革命浪潮的冲击。主要单片机类型如下：（1）AT89C51单片机AT89C51单片机的主要特性如下：与MCS-51产品指令系统完全兼容4K字节的在线编程Flash存储器，1000次擦写周期4.0～5.5V的工作电压范围全静态工作模式：0～33MHz三级程序存储器锁成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）3128×8字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源全双工串行UART通道低功耗空闲和掉电模式中断可从空闲模式唤醒系统看门狗（WDT）及双数据指针掉电标识和快速编程特性具有掉电状态下的中断恢复功能灵活的在系统编程（ISP字节或页写模式）由于AT89C51单片机片内有4K字节的在线编程Flash存储器，可以擦写1000次，具有掉电模式，而且具有掉电状态下的中断恢复功能，对设计开发非常实用。所以选用AT89C51单片机作为电子万年历芯片的控制单片机。成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）4第三章系统硬件的设计根据上述所确定的系统方案构想，下面进行系统硬件电路的具体设计，系统的总体结构框图如图所示。第一节系统硬件电路设计图3-1系统硬件框图第二节AT89S51单片机本系统采用的是美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机，首先我们来熟悉一下AT89C51单片机的外部引脚和内部结构。一、单片机的引脚功能AT89C51单片机有40个引脚。Vcc：电源电压+5VGND：接地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作时钟芯片DS1302串口AT89C51P2口LED显示器驱动电路成都工业学院成教院毕业论文（设计）（基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的设计）5为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线服用，在访问期间激活内部上拉电阻。