基于AT89C51单片机的电子万年历设计 下载本文

黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)

万年历的设计

第1章 绪论

1.1 背景知识介绍

随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时的消费需求也是越来越多。

二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历,它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级,代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用(电子万年历),使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能,它更符合消费者的生活需求!因此,电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步??

我国生产的电子万年历有很多种,总体上来说以研究多功能电子万年历为主,使万年历除了原有的显示时间,日期等基本功能外,还具有闹铃,报警等功能。商家生产的电子万年历更从质量,价格,实用上考虑,不断的改进电子万年历的设计,使其更加的具有市场。

本设计为软件,硬件相结合的一组设计。在软件设计过程中,应对硬件部分有相关了解,这样有助于对设计题目的更深了解,有助于软件设计。基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。

除了采用集成化的时钟芯片外,还有采用MCU的方案,利用AT89系列单片微机制成万年历电路,采用软件和硬件结合的方法,控制LED数码管输出,分别用来显示年、月、日、时、分、秒,其最大特点是:硬件电路简单,安装方便易于实现,软件设计独特,可靠。AT89C51是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。95年出现在中国市场。其

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主要特点为采用Flash存贮器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与MCS-51完全兼

容,可以很快被中国广大用户接受。

本文介绍了基于AT89C51单片机设计的电子万年历。

首先我们在绪论中简单介绍了单片机的发展与其在中低端领域中的优势以及课题的开发意义;接着介绍了AT89C51单片机的硬件结构和本毕业设计所要外扩的LED显示及其驱动方法,并在此基础上实现了万年历基本电路的设计;然后使用单片机汇编语言进行万年历程序的设计,程序采用模块化结构,使得逻辑关系简单明了,维护方便。

1.2 课题任务及要求

本作品电子万年历用LED数码管显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒功能,并能准确计算闰年闰月的显示。通过按键开关实现调时的功能,能调时,断电有实时时钟。

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第2章 万年历设计方案

2.1 简述设计思路

通过一段时间对专业书籍及多种设计方案的研究机分析,我采用了比较常用的AT89C51作为核心控制芯片,用C语言进行编程来满足设计的要求。用LED数码管来实现年、月、日, 时、分、秒的显示,在时、分、秒之间各有2个LED发光二极管来作为时间分隔符每秒随秒位闪烁一次,直观且具有美感,通过3个按钮开关可以在日期与时间间切换和对时钟进行调整,其他外接电路还有晶振电路、复位电路等等

2.2 构成框图

本设计用AT89c51作为核心控制部分,外接晶振电路与复位电路,P3口接三个按钮开关作为时间调整部分,以LED数码管作为显示部分,P0口控制数码管段选部分,P1口和P2口控制数码管位选部分。如图2-1所示:

晶振电路 单片机 AT89C51 数码管 段选部分 复位电路 LED数码管管 时间调整电路 数码管 位选部分 图2-1 总体系统框图

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第3章 硬件电路设计

3.1 单片机的选择

3.1.1 单片机选择论证

方案一:采用传统的AT89C51作为电机的控制核心。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛。

方案二:采用FTC10F04单片机,还带有非易失性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。其主要特点如下:8KB Flash ROM,可以擦除1000次以上,数据保存10年。

由于本系统对CPU运算速度要求很高,需要执行很复杂的运算,方案一成本比较低,适合做设计,方案二运算速度高,性能好,所以两种方案都有可取之处。选用方案一作为主方案,方案二作为备用方案。 3.1.2 单片机参数介绍

我选用了比较常用且功能强大的AT89C51单片机,下面我来详细介绍该芯片的参数与功能:

AT89C51是由美国Atmel 公司生产的至今为止世界上最新型的高性能八位单片机。该芯片采用FLASH存储技术,内部具有2KB字节快闪存存储器,采用DIP封装,是目前在中小系统中应用最为普及的单片机[2]。

(1)AT89C51的功能描述

AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器,片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器,能重复写入/擦除1000次,数据保存时间为十年。它与MCA-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容,不仅可完全代替MCS-51系列单片机,而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。

AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统,缩小系统体积,增加系统的可靠性,降低系统的成本。只要程序长度小于4K,四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程,而且擦写时间仅需10毫秒,仅为8751/87C51的擦除时间的百分之一,与8751/87C51的12V电压擦写相比,不易损坏器件,没有两种电源的要求,改写时不拔下芯片,适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围(2.7V~6V),全静态工作,工作频率宽在0Hz~

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