數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　2016 年 12 月 05 日</p><p>　題 目數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì)</p><p>　專 業(yè)電子信息工程</p><p>　姓 名</p><p>　學(xué) 號(hào)</p&g

2、t;<p>　指導(dǎo)教師</p><p>　起訖日期</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要</p><p>　在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都有非常親密的關(guān)系，每個(gè)人都收到時(shí)間的影響，為了更好的利用我們自己的時(shí)間，我們必須對時(shí)間有一個(gè)度量，因此產(chǎn)生了鐘表。隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新

3、。為了在觀測時(shí)間的同時(shí)能夠了解其他與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時(shí)間、日期、星期和溫度于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時(shí)間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來越多。本文主要研究了液晶顯示器及時(shí)鐘芯片DS1302，溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)之間的硬件相互之間通信，對數(shù)

4、種硬件連接方案進(jìn)行了詳盡的比較，在軟件方面對日歷算法也進(jìn)行了論述。關(guān)鍵字 單片機(jī)AT89S52 時(shí)鐘電路 溫度傳感器DS18B20</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 引言(Introduction)3</p><p>　　

5、2 關(guān)于單片機(jī)(On single chip microcomputer)4</p><p>　　2.1 單片機(jī)的發(fā)展史(Development history of single chip microcomputer)4</p><p>　　2.2單片機(jī)的應(yīng)用(Application of single chip microcomputer)4</p><p&g

6、t;　　2.3單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢（The main development trend of single chip microcomputer)5</p><p>　　2. 4 AT89S52單片機(jī)（AT89S52 single chip microcomputer）7</p><p>　　3設(shè)計(jì)要求與方案論證（Design requirements and project dem

7、onstration）8</p><p>　　3.1功能要求（functional requirement）8</p><p>　　3.2方案論證（project approachment）8</p><p>　　4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （Hardware design and implementation of the system）12</p

8、><p>　　4.1 電路設(shè)計(jì)框圖（Circuit design block diagram）12</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件概述（System hardware overview）12</p><p>　　4.3 系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)（System circuit module design）13</p><p>　　4.4 蜂鳴器

9、的結(jié)構(gòu)原理（Structure principle of buzzer）20</p><p>　　5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（Software design of the system）22</p><p>　　5.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)（System software design）22</p><p>　　5.2 公歷與星期的換算方法（The conversion m

10、ethod of the Gregorian calendar and the week）22</p><p>　　5.3 程序流程圖（Program flow chart）24</p><p>　　結(jié) 論（Conclusion）26</p><p>　　致 謝（Thank）27</p><p>　　參考文獻(xiàn)（Reference

11、documentation）28</p><p>　　附錄（Appendix）129</p><p>　　附錄（Appendix）247</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　萬年歷在我國已經(jīng)有1000多年的歷史，相傳為商朝的萬年所創(chuàng)，故為紀(jì)念他的功績而將該歷法命名為“萬年歷”。萬年歷古

12、時(shí)通稱時(shí)憲書或通書，是按照某一特定歷法的推算法則編排年、月、日、節(jié)氣等以供查考得工具書，是人類創(chuàng)造的文化成果之一。</p><p>　　如今隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變，尤其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，其中電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來諸多的方便。萬年歷目前已經(jīng)不再局限于以紙張的形式出現(xiàn)，以電腦軟件或者電子產(chǎn)品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。本

13、文提出了一種基于AT89S52單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案，本方案以AT89S52單片機(jī)作為主控核心，與DS18B20溫度傳感器、時(shí)鐘芯片DS1302、按鍵、LED顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有獨(dú)立按鍵和LED顯示器，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)、選擇時(shí)間等，綜上所述此電子時(shí)鐘具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。</p><p&g

14、t;<b>　　2 關(guān)于單片機(jī)</b></p><p>　　2.1 單片機(jī)的發(fā)展史</p><p>　　單片機(jī)是在一塊硅片上集成了各種部件的微型計(jì)算機(jī)。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，可以將中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM）定時(shí)器計(jì)數(shù)器以及輸入/輸出（I/O）接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件，集成在一塊電路芯片上。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和

15、功能上，都已具有了微機(jī)系統(tǒng)的含義。由于單片機(jī)能獨(dú)立執(zhí)行內(nèi)部程序，所以又稱它為微型控制器（Microcontroller）。</p><p>　　單片機(jī)自從問世以來，性能在不斷的提高和完善，它不僅能夠滿足很多應(yīng)用場合的需要，而且具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小使用方便、性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信、智能接口、商業(yè)營銷等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多

16、片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的潛力越來越被人們所重視，所以更擴(kuò)大了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，也進(jìn)一步促進(jìn)了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的發(fā)展史大致可分為三個(gè)階段。</p><p>　　第一階段（1976-1978）：初級(jí)單片機(jī)微處理階段。該時(shí)期的單片機(jī)具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位時(shí)序同步計(jì)數(shù)器，尋址范圍 4KB，但是沒有串行口。</p><p>　　第二階段（1978-1982）：高性能單

17、片機(jī)微機(jī)處理階段，該時(shí)期的單片機(jī)具有I/O 串行端口，有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，15 位時(shí)序同步技術(shù)器，RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達(dá) 64KB。 </p><p>　　第三階段（1982-至今） 8 位單片機(jī)微處理改良型及 16 位單片機(jī)微處理階段。</p><p>　　2.2單片機(jī)的應(yīng)用 </p><p>　　由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的

18、有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　?。?） 單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用 </p><p>　　單片機(jī)廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動(dòng)化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。</p><p>　　（2） 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 </p>

19、;<p>　　機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制 1 包洪：單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)床、鉆床等。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。 </p><p>　　（3） 單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用 </p><p>

20、;　　單片機(jī)廣泛地用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　?。?）單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 </p><p>　　在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺(tái)功能各異的單片機(jī)

21、組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對現(xiàn)場信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。 </p><p>　　（5） 單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 </p><p>　　自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器

22、配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機(jī)將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。</p><p>　　（6） 單片機(jī)發(fā)展趨勢 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。</p><p>　　2.3單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢 </p><p>

23、　　單片機(jī)無處不在，滲透進(jìn)我們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)領(lǐng)域，如果想找到不適用單片機(jī)的領(lǐng)域，那幾乎不可能做到。大到導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置、飛機(jī)上各種儀表的控制、工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理等，小至計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸、各種智能IC卡、民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制以及程控玩具、電子寵物等等。因此，單片機(jī)的重要性不言而喻，自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，以及廣泛應(yīng)

24、用領(lǐng)域的拉動(dòng)，表現(xiàn)出比微處理器更具個(gè)性的發(fā)展。</p><p>　　（1） CMOS 化 </p><p>　　近年，由于 CHMOS 技術(shù)的進(jìn)小，大大地促進(jìn)了單片機(jī)的 CMOS 化。CMOS 芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。這也是今后以 80C51 取代 8051 為標(biāo)準(zhǔn) MCU 芯片的原因。因?yàn)閱纹瑱C(jī)芯片多數(shù)是采用 CMOS（金屬柵氧

25、化物）半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。CMOS 電路的特點(diǎn)是低功耗、高密度、低速度、低價(jià)格。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的 TTL 電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了 HMOS（高密度、高速度MOS）、CHMOS 工藝以及 CHMOS 和 HMOS 工藝的結(jié)合。目前生產(chǎn)的 CHMOS 電路已達(dá)到 LSTTL 的速度，傳輸延遲時(shí)間小于 2ns，它的綜合優(yōu)勢已大于 TTL 電路。因而，在單片機(jī)領(lǐng)域，CMOS 電路正在逐漸取代 TT

26、L 電路。</p><p><b>　?。?） 低功耗化 </b></p><p>　　單片機(jī)的功耗已從 mA 級(jí)，甚至 1uA 以下；使用電壓在 36V 之間，完全適應(yīng)電池工作。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。</p><p>　?。?） 低電壓化 </p><p&g

27、t;　　幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、STOP 等省電運(yùn)行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在 36V 范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 12V。目前 0.8V 供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。 </p><p>　?。?） 低噪聲與高可靠性 </p><p>　　為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片廠家在單片機(jī)內(nèi)

28、部電路中都采用了新的技術(shù)措施。</p><p>　　2. 4 AT89S52單片機(jī)</p><p>　　本文采用AT89S52單片機(jī)，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有

29、靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模

30、式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　3設(shè)計(jì)要求與方案論證</p><p><b>　　3.1功能要求</b></p><p>　　本電子時(shí)鐘能動(dòng)態(tài)顯示年、月、日、星期、小時(shí)、分鐘、秒,以及對應(yīng)

31、的農(nóng)歷日期、24節(jié)氣、天干地支、鬧鈴功能。</p><p><b>　　3.2方案論證</b></p><p>　　3.2.1 技術(shù)可行性</p><p>　　隨著國內(nèi)超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一是將CPU和外圍芯片，如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控

32、制器及其他控制部件集成在一個(gè)芯片之中，制成單片計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer）。而近年來推出的一些高檔單片機(jī)還包括有許多特殊功能單元，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器、通信控制器、鎖相環(huán)、DMA、浮點(diǎn)運(yùn)算單元、PWM控制輸出單元、PWM輸出時(shí)的死區(qū)可編程控制功能等。因此，只要外加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)流水線控制系統(tǒng)、作為家用電器的主控制器、分布式控制系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)或

33、作為其主控制節(jié)點(diǎn)起中繼的作用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)測試系統(tǒng)等。</p><p>　　單片機(jī)的出現(xiàn)，并在各技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機(jī)構(gòu)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點(diǎn)有關(guān)：</p><p>　?。?）單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性。這些可靠性的獲得除了依靠單片機(jī)芯片本身的高可靠性以及應(yīng)用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術(shù)。</p><p>　　

34、（2）系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng),應(yīng)用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。</p><p>　　（3）由于構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，相當(dāng)多的測、控功能由軟件實(shí)現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。</p><p>　?。?）有優(yōu)異的性能、價(jià)格比。</p><p>　　3.2.2 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證<

35、/p><p><b>　　方案一： </b></p><p>　　采用89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KB ROM 存儲(chǔ)空間，能于3V的超低壓工作，而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容，但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù)， 當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對芯片的多次拔插會(huì)對芯片造成一

36、定的損壞。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用AT89S52，內(nèi)ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同時(shí)也與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容，該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為8KB ROM 存儲(chǔ)空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，不需

37、要對芯片多次拔插，所以不會(huì)對芯片造成損壞，所以選擇采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.2.3 顯示模塊選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價(jià)格適中，對于顯示數(shù)字合適，采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，雖然占用的單片機(jī)口線少，但連線還需要花費(fèi)一

38、點(diǎn)時(shí)間，所以也不用此種作為顯示。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。</p><p><b>　　方案三：</b></p>

39、<p>　　采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，并且我做的最小系統(tǒng)上帶一個(gè)TS1620-1，和AT89S52已經(jīng)接好，省了很多麻煩，所以在此設(shè)計(jì)中采用LCD液晶顯示屏。</p><p>　　3.2.4 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><

40、;p>　　直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大,所以不采用此方案。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對秒、分、時(shí)、日、周、月、年進(jìn)行計(jì)數(shù)，

41、而且精度高，8位的RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓2.5V～5.5V范圍內(nèi)，2.5V時(shí)耗電小于300nA。</p><p>　　3.2.5 溫度傳感器的選擇方案與論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)

42、電阻變化的分壓值，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。此設(shè)計(jì)方案需用A/D轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會(huì)產(chǎn)生較大的測量誤差。因此，不采用此方法。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

43、，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)用DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。</p><p>　　3.2.6 蜂鳴器的選擇方案與論證</p><p>　　1．蜂鳴器的作用 </p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具

44、、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。</p><p>　　2．蜂鳴器的分類 </p><p>　　蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。</p><p>　　3．蜂鳴器的電路圖形符號(hào) </p><p>　　蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。</p>

45、<p>　　4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.1 電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的電子萬年歷，其具有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的顯示等功能；具有時(shí)間與陰、陽歷能夠自動(dòng)關(guān)聯(lián)；可以設(shè)置鬧鈴的功能。其具體實(shí)現(xiàn)過程就是由主控制模塊AT89S52發(fā)送信息給DS1302時(shí)鐘芯片再由時(shí)鐘芯片反饋給單片機(jī)，再由主控制器傳送給LCD顯示信息。并且可

46、以在鍵盤設(shè)置模塊輸入修改時(shí)間，設(shè)置鬧鈴等信息，當(dāng)鍵盤設(shè)置時(shí)間、日期時(shí)，單片機(jī)主控制根據(jù)輸入信息，通過串口通信傳送給DS1302時(shí)鐘芯片，DS1302芯片讀取當(dāng)前新信息產(chǎn)生反饋傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)根據(jù)控制最后輸送顯示信息到LCD模塊和溫度模塊上顯示。</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.2 系統(tǒng)硬件概述</p><p>　　本電路是由

47、AT89S52單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時(shí)鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31*8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，

48、具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點(diǎn)，同時(shí)具有掉電自動(dòng)保存功能；溫度的采集由DS18B20構(gòu)成；顯示部份由LCD液晶顯示屏顯示。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 AT89S52單片機(jī)模塊</p><p>　　AT89S52單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片，有四個(gè)I/O口P0，P1，P2，P3， MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位

49、的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。如圖4.2所示。</p><p><b>　　1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　按功能分為8部分：CPU，程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，時(shí)鐘電路，串行口，并行I/O口，中斷系統(tǒng)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器。</p><p><b>　　2.引腳定義及功能</b>

50、;</p><p>　　（1）電源及時(shí)鐘引腳</p><p>　　Vcc：接+5V 電源，Vss：接地，XTAL1和XTAL2：時(shí)鐘引腳，外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此兩引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。</p><p><b>　?。?）控制引腳</b></p><p&g

51、t;　　RST/Vpq：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，Vpd是備用電源輸入端。當(dāng)RST輸入端保持2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)，單片機(jī)完成復(fù)位初始化操作。</p><p>　　當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障而突然下降到一定低電壓或斷電時(shí)，第2功能Vpd將為片內(nèi)RAM提供電源以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。在存取外存儲(chǔ)器時(shí)，用于鎖存低8位地址信號(hào)。

52、當(dāng)單片機(jī)正常工作后，ALE端就周期性地以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6固定頻率向外輸出正脈沖信號(hào)。此引腳的第2功能PROG是對片內(nèi)帶有4K字節(jié)EPROM的8751固外程序時(shí)，作為編程脈沖輸入端。</p><p>　　PSEN：程序存儲(chǔ)器允許輸出端。當(dāng)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，低電平有效。CPU從外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，PSEN信號(hào)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生負(fù)脈沖，作為外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。</p><p>　

53、　EA/Vpp：程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端。當(dāng)EA為高電平時(shí)，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，但當(dāng)PC中的值超過0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令；當(dāng)EA為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。</p><p><b>　　（3）I/O口引腳</b></p><p>　　P0.0~P0.7:P0口8位雙向I/O口；</p><p>

54、　　P1.0~P1.7:P1口8位準(zhǔn)雙向I/O口；</p><p>　　P2.0~P2.7:P2口8位準(zhǔn)雙向I/O口；</p><p>　　P3.0~P3.7:P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p><b>　　3.片外總線結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　分為三部分：數(shù)據(jù)總線 Data Bus(DB）,地址總線 A

55、ddress Bus (AB），控制總線 Control Bus(CB)。 如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 AT89S52單片機(jī)</p><p>　　4.3.2時(shí)鐘芯片DS1302模塊</p><p>　　圖4.3示出DS1302的引腳排列，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc

56、1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.７６８KHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初

57、始化，允許對DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RSTS置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電動(dòng)行時(shí)，在Vcc大于等于2.5V之前，RST必須保持低電平。中有在SCLK 為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向）。SCLK始終是輸入端。</p><p>　　圖4.3 時(shí)鐘芯片DS1302</p><p>　　(1) 時(shí)鐘芯片DS1302的工作

58、原理：</p><p>　　DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置 “0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖。DS1302的控制字的位7必須置1，若為0則不能把對DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對于位6，若對程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1，對時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí)，CK=0，位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；該位為0則表示進(jìn)行的是寫操作?？刂谱止?jié)總是從

59、最低位開始輸入/輸出的。表.2為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容：“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行?！癢P”是寫保護(hù)位，在任何的對時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。</p><p>　　(2) DS1302的控制字節(jié)</p><p>　　DS1302控制

60、字節(jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出</p><p>　　(3) 數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）</p><p>　　在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫

61、入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。</p><p>　　(4) DS1302的寄存器</p><p>　　DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。</p><p>　　此外，DS1302 還有年份

62、寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 </p&g

63、t;<p>　　4.3.3 LCD液晶顯示屏模塊</p><p>　　如圖4.4為LCD液晶顯示屏，和最小系統(tǒng)上的連線一樣，無需修改。</p><p>　　圖4.4 LCD液晶顯示屏</p><p>　　液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)

64、動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。 </p><p>　　液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Mat

65、rix）三種。</p><p>　　液晶顯示器各種圖形的顯示原理: 線段的顯示 點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的0

66、00H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。 </p><p>　　用LCD顯示一個(gè)

67、字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代  

68、;</p><p>　　漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對齊，送第三個(gè)字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。<

69、;/p><p>　　4.3.4 數(shù)字式溫度傳感器DS18B2模塊</p><p>　　如圖4.5所示，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20,它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用I/O口與DS18B20連接加一上拉電阻，VCC接電源，VSS接地。芯片管腳圖如下圖所示：</p><p><b>　　-

70、</b></p><p>　　圖4.5 DS18B32測溫器</p><p>　　DS18B20的測溫原理如圖4.5所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖

71、后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在 -55 ℃ 所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖

72、信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。</p><p>　　4.3.5 時(shí)鐘電路模塊</p><p>　　內(nèi)部時(shí)鐘電路如圖4.6所示，在

73、XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，晶體振蕩器選擇12mHZ，電容采用33PF。</p><p><b>　　圖4.6 時(shí)鐘電路</b></p><p><b>　　4.3.6鍵盤模塊</b></p><p>　　鍵盤模塊需采用獨(dú)立式按鍵電路。

74、每個(gè)鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線，每個(gè)I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。而且在本次實(shí)驗(yàn)課設(shè)用的鍵盤很少，所以采用獨(dú)立式按鍵比較實(shí)用。</p><p><b>　　圖4.7 鍵盤電路</b></p><p><b>　　4.3.7復(fù)位電路</b></p><p>　　影響單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的因素可大體

75、分為外因和內(nèi)因兩部分:</p><p><b>　?。?）外因</b></p><p>　　射頻干擾，它是以空間電磁場的形式傳遞在機(jī)器內(nèi)部的導(dǎo)體（引線或零件引腳）感生出相應(yīng)的干擾，可通過電磁屏蔽和合理的布線/器件布局衰減該類干擾； </p><p>　　電源線或電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾，它是通過電源線或電源內(nèi)的部件耦合或直接傳導(dǎo)，可通過電源濾波、隔離

76、等措施來衰減該類干擾 。</p><p><b>　?。?）內(nèi)因</b></p><p>　　振蕩源的穩(wěn)定性，主要由起振時(shí)間頻率穩(wěn)定度和占空比穩(wěn)定度決定。起振時(shí)間可由電路參數(shù)整定穩(wěn)定度受振蕩器類型溫度和電壓等參數(shù)影響復(fù)位電路的可靠性。</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部

77、件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開 關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。</p><p>　　圖4.8

78、 RC復(fù)位電路</p><p>　　4.4 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理</p><p><b>　?。?）壓電式蜂鳴器</b></p><p>　　壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。</p><p>　　多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后

79、（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。</p><p>　　壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。</p><p><b>　?。?）電磁式蜂鳴器</b></p><p>　　電磁式蜂

80、鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。</p><p>　　源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標(biāo)簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā)聲。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

81、5.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) </p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用匯編語言，對單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序在WindowsXP環(huán)境下采用LCA51軟件編寫。軟件控制程序主要有主控程序、電子萬年歷的時(shí)間控制程序組成。主控程序中對整個(gè)程序進(jìn)行控制，進(jìn)行了初始化程序及計(jì)數(shù)器、還有鍵盤功能程序、以及顯示程序和時(shí)間控制程序是電子萬年歷中比較重要的部分。時(shí)間控制程序體現(xiàn)了年、月、日、時(shí)、分、秒及星期的計(jì)算方法。時(shí)間控制程序

82、主要是定時(shí)器0計(jì)時(shí)中斷程序每隔10ms中斷一次當(dāng)作一個(gè)計(jì)數(shù)，每中斷一次則計(jì)數(shù)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)100次時(shí)，則表示1秒到了，秒變量加1，同理再判斷是否1分鐘到了，再判斷是否1小時(shí)到了，再判斷是否1天到了，再判斷是否1月到了，再判斷是否1年到了，若計(jì)數(shù)到了則相關(guān)變量清除0。先給出一般年份的每月天數(shù)。如果是閏年，第二個(gè)月天數(shù)不為28天，而是29天。閏年的判斷規(guī)則為，如果該年份是4或100的整數(shù)倍或者是400的整數(shù)倍，則為閏年；否則為非閏年。 <

83、;/p><p>　　5.2 公歷與星期的換算方法</p><p>　　在現(xiàn)行公歷中，歷年的長度365天(平年)或者366天(閏年)都不是七的整數(shù)倍，所以日期與星期之間沒有明顯的對應(yīng)關(guān)系。一般情況下，不看日歷牌就無法知道某月某日是星期幾。不過，它們之間還是有一定規(guī)律可循的，只要經(jīng)過簡單計(jì)算，或者查找表格，就可以知道與任何日期相對應(yīng)的星期數(shù)。這里列出兩種方法供讀者選用。 </p>&

84、lt;p>　?。?）公式法：設(shè)y麥?zhǔn)竟陻?shù)，d表示從1月1日起算的日數(shù)。</p><p>　　首先求出1月0日(即上一年12月31日)的星期序數(shù)，然后與日數(shù)d相加，其和用7除，余數(shù)就是答案。為了推導(dǎo)公式，我們想一想，第一年1月0日的星期序數(shù)與第二年1月0日的星期序數(shù)有什么關(guān)系?平年365天，等于52個(gè)星期零1天，所以第二年1月0日的星期序數(shù)比第一年的多l(xiāng)，但這個(gè)l已包含在y中了，因?yàn)榈诙甑哪陻?shù)y比第一年

85、大1；閏年366天，等于52個(gè)星期零二天，所以第二年1月0日的星期序數(shù)等于第一年(閏年)的星期序數(shù)加2，除了y中包含的1外，還需加修正值1。根據(jù)這些道理我們可以推得三個(gè)公式，將式中S用7除，余數(shù)就表示星期幾。</p><p>　　從公元1900年1月1日到公元210I年1月1日之間這201年，可用公式：</p><p>　　S ＝ y－1900 + [(y－1901)/4] + d 方

86、括號(hào)表示取商的整數(shù)部分，對于1900年~1904年這五年方括號(hào)值為0。這個(gè)公式是這樣來的：1900年1月0日(即1899年12月31日)是星期天。這年是平年，以后直到2100年前都是每隔4年一閏，閏年多出的那一天，影響到下一年1月0日的星期序數(shù)，并不影響閏年本身，閏年產(chǎn)生的修正值應(yīng)加到下一年上去，所以〔(y－1901)/4〕中，計(jì)算時(shí)用190l而不是1900。</p><p>　　例：求2000年12月31日是星

87、期幾?</p><p>　　2000年是閏年，從1月1日算起，12月31日是第366天，所以d＝366。根據(jù)公式有：</p><p>　　S＝2000－1900 +〔(2000－1901)/4〕+ 366</p><p>　?。?00 +〔99/4〕+ 366</p><p>　?。絣00 + 24 + 366</p><

88、p><b>　?。?90</b></p><p>　　490為7的整數(shù)倍，即余數(shù)為0，所以2000年12月31日為星期日。</p><p>　?。?）更普遍的公式為：</p><p>　　s＝v－1 +〔(y－1/4〕－〔(y－1/100〕+〔(y－1/400〕+ d</p><p>　　對于這個(gè)公式，我們不妨這樣

89、考慮：公歷400年中有97個(gè)閏年，共365×400 + 97 ＝146.097天，146，097＝20，871× 7，即正好是7的整數(shù)倍。這表明某年某月某日所對應(yīng)的星期序數(shù)與四百年前同月同日所對應(yīng)的星期序數(shù)完全相同。前邊例中我們已算出公元2001年1月0日(即2000年12月31日)是星期日，那么，公元1601年、1201年……以及公元1年的1月0日都是星期日。假如每個(gè)歷年都是365天的話，那么，由于公元1年1月0日

90、是星期日，只要公式S＝y(tǒng)－1 + d就可以了，但實(shí)際上閏年是366天，所以我們必須根據(jù)閏年的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行修正?！?y－1)/4〕是四年一閨產(chǎn)生的修正值。如果只取這一個(gè)修正項(xiàng)，就會(huì)多修正以至造成錯(cuò)誤，這是因?yàn)?，根?jù)公歷的規(guī)定，逢百之年雖然能被4整除，卻不一定是閏年，所以必須減去多修正的值，它等于〔(y－1/100)〕。如果逢百之年都是平年，只要這兩個(gè)修正項(xiàng)也就可以了?？墒?，公元年數(shù)能被400整除的年(當(dāng)然也一定能被100整除)仍是閏年，所

91、以還必須加上〔(y－1/400)〕。這個(gè)修正項(xiàng)才行。方括號(hào)中之所以用y－1而不用y，是由于修正值是加到閏年的下一年</p><p><b>　　5.3 程序流程圖</b></p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序設(shè)計(jì)、日期數(shù)據(jù)采集子模塊程序設(shè)計(jì)、時(shí)間調(diào)整程序設(shè)計(jì)和顯示子模塊程序設(shè)計(jì)等。主程序主要完成器件的初始化，并判斷有無按鍵按下，并根據(jù)判斷的結(jié)果調(diào)用相應(yīng)的子模

92、塊程序；日期數(shù)據(jù)采集子模塊程序完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、處理和保存，按鍵處理子模塊程序完成日期的設(shè)置，而顯示子模塊程序只要把上述子模塊儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)送去顯示即可。</p><p>　　圖5.1 主程序流程圖</p><p>　　圖5.2 時(shí)間調(diào)整程序流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　制作這

93、次課程設(shè)計(jì)一切都是從零開始，從最簡單的畫流程圖起步，這次課程設(shè)計(jì)可以圓滿完成，跟單片機(jī)課程里面的課外作業(yè)是離不開的。這次課程設(shè)計(jì)從開始到制作成功前后超過了一個(gè)星期。當(dāng)電子萬年歷可以成功實(shí)現(xiàn)時(shí)，那種激動(dòng)和喜悅只有自己可以體會(huì)。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識(shí)。較好的完成了設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的目的，完了最初的設(shè)想。對電路的設(shè)計(jì)、布局要先有一個(gè)好的構(gòu)思，才顯

94、得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考，和同學(xué)討論，理清了思路，反而得心應(yīng)手。在此次設(shè)計(jì)中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。也練就了我的耐心，做什么事都在有耐心。此次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多很多東西，這是最重要的?？傊?，此次課設(shè)使我的能力得到了全方位的提高，使得我的操作能力和專業(yè)技能都有了很大的提高。</p><p><b>　　致

95、 謝</b></p><p>　　本論文是在都洪基導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。 都老師淵博的知識(shí)和對本課題深刻的見解不僅拓寬了我的思路， 更是我能夠順利完成論文的保障。 老師豐富的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)， 廣闊的視野以及平易近人的生活態(tài)度給我留下了深刻的印象。 在撰寫論文的每個(gè)階段都離不開老師的幫助， 在此論文完成之際， 謹(jǐn)向都老師致以誠摯的敬意和深深的感謝。</p><p>

96、　　在做課程設(shè)計(jì)的日子里得到了很多同學(xué)的幫助，在此向他們致以誠摯的謝意。感謝提供相關(guān)技術(shù)幫助的老師和同學(xué)，你們的支持和鼓勵(lì)使我對這次的設(shè)計(jì)完成有了信心和動(dòng)力，我在此深表謝意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 于永學(xué),葛健.1-WIRE總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用[J].電子產(chǎn)品世界,2003(4):16-24.<

97、;/p><p>　　[2] 馬云峰,陳子夫,李全培.數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應(yīng)用[EB/OL]:1-25.</p><p>　　[3] 胡振宇,劉魯源,杜振輝.DS18B20接口的C語言程序設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2002:24-43.</p><p>　　[4] 李鋼.1-WIRE總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20原理及應(yīng)用.現(xiàn)代電子技術(shù)[J],

98、2005(8):21-23.</p><p>　　[5] 閻石.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第三版)[M].高等教育出版社,1989:19-67.</p><p>　　[6] 陳躍東.DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[J].安徽:安徽教育出版社,2002(4):5-23.</p><p>　　[7] 李廣弟.《單片機(jī)基礎(chǔ)》[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,199

99、4:1-56.</p><p>　　[8]T.Someya, J.Small, P.Kim,C.Nuckolls, J.T.Yardley.Alcohol vapor sensors based on single-walled carbon nanotube field effect transistors[M].Nano Letters,2003.</p><p><b>　

100、　附錄1:</b></p><p>　　#include <REG51.H></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#include "LCD1602.h"</p><p>　　#include "DS1302.h"<

101、/p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　sbit DS1302_CLK = P1^7; //實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線引腳 </p><p>　　sbit DS1302_IO = P1^6;

102、 //實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)線引腳 </p><p>　　sbit DS1302_RST = P1^5; //實(shí)時(shí)時(shí)鐘復(fù)位線引腳</p><p>　　sbit ACC0 = ACC^0;</p><p>　　sbit ACC7 = ACC^7;</p><p>　　char hide_sec,hide_mi

103、n,hide_hour,hide_day,hide_week,hide_month,hide_year; //秒,分,時(shí)到日,月,年位閃的計(jì)數(shù)</p><p>　　sbit Set = P2^0; //模式切換鍵</p><p>　　sbit Up = P2^1; //加法按鈕</p><p>　　sbit Down = P2^2;

104、 //減法按鈕</p><p>　　sbit out = P2^3; //立刻跳出調(diào)整模式按鈕</p><p>　　char done,count,temp,flag,up_flag,down_flag;</p><p>　　uchar TempBuffer[5],week_value[2];</p><p>　　void sh

105、ow_time(); //液晶顯示程序</p><p>　　/***********1602液晶顯示部分子程序****************/</p><p>　　//Port Definitions**********************************************************</p><p>　　sbit LcdRs

106、= P2^5;</p><p>　　sbit LcdRw= P2^6;</p><p>　　sbit LcdEn = P2^7;</p><p>　　sfr DBPort = 0x80;//P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.數(shù)據(jù)端口</p><p><b>　　//內(nèi)部等待函數(shù)<

107、/b></p><p>　　//**************************************************************************</p><p>　　unsigned char LCD_Wait(void)</p><p>　　{LcdRs=0;LcdRw=1;_nop_();LcdEn=1;_nop_(

108、);LcdEn=0;return DBPort;}</p><p>　　//向LCD寫入命令或數(shù)據(jù)</p><p>　　//************************************************************</p><p>　　#define LCD_COMMAND0 // Command</p>

109、<p>　　#define LCD_DATA1 // Data</p><p>　　#define LCD_CLEAR_SCREEN0x01 // 清屏</p><p>　　#define LCD_HOMING 0x02 // 光標(biāo)返回原點(diǎn)</p><p>　　void LCD_Write(bit style

110、, unsigned char input)</p><p>　　{LcdEn=0;LcdRs=style;LcdRw=0;_nop_();DBPort=input;_nop_();//注意順序</p><p>　　LcdEn=1;_nop_();//注意順序</p><p>　　LcdEn=0;_nop_();LCD_Wait();</p&g