数字万年历毕业设计.docx

1、数字万年历毕业设计数字万年历毕业设计目 录第一章 数字万年历需求分析 11-1万年历的概念 11-2需求分析 1第二章 系统的硬件设计与实现 22-1系统电路示意图 22-2驱动电路 22-3时钟控制电路 32-4所需主要器件 32-5系统硬件概述 4第三章 系统的软件设计 153-1程序流程框图 153-2程序设计 18第四章 安装与调试 244-1安装 244-2调试 244-3软、硬件测试 254-3-1硬件测试 254-3-2软件测试 254-4测试结果分析与结论 254-4-1测试结果分析 254-4-2测试结论 26第五章 总结 26致 谢 27参考文献 28第一章 数字万年历需求

2、分析1-1万年历的概念万年历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（比如100年或更多）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。万年历只是一种象征，表示时间跨度大。1-2需求分析在当代繁忙的工作与生活中，时间与我们每一个人都有非常密切的关系，每个人都受到时间的影响。为了更好的利用我们自己的时间，我们必须对时间有一个度量，因此产生了钟表。钟表的发展是非常迅速的，从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表，即使现在钟表千奇百怪，但是它们都只是完成一种功能计

3、时功能，只是工作原理不同而已，在人们的使用过程中，逐渐发现了钟表的功能太单一，没有更大程度上的满足人们的需求。因此在这里，我想能不能把一些辅助功能加入钟表中去。在此设计中所设计的钟表不但具有普通钟表的功能，它还能实现额外的功能：世界时间、农历显示。改革开放30年来，中国电子万年历市场从无到有，从小到大、从总量快速扩张到结构明显升级，逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的消费市场。电子万年历市场规模比改革初期扩大了几倍乃至几十倍，其发展成就令世人瞩目。同时随着数字技术网络技术飞速发展，今天数字万年历也得到了迅猛的发展。万年历早超越了单纯的钟表只显视时间的结构，它已经了发展成为一套完整的系统。它在

4、日常生活发挥着巨大的作用人们对它需求也越来越高。 本系统采用了以广泛使用的单片机技术为核心，软硬件结合，使硬件部分大为简化，提高了系统稳定性，并采用LED显示电路、键盘电路，使人机交互简便易行，此外结合音乐闹铃电路、看门狗和供电电路。本方案设计出的万年历可以显示日期时间、世界时、农历，设置闹铃功能。第二章 系统的硬件设计与实现2-1系统电路示意图图2.1 系统电路图备注： P24接30K电阻到地时，上电初始显示12小时制，否则为24小时制。 P19接30K电阻到地时，为越南版。 C11的104电容要尽量靠近CPU的VDD与GND脚。 若希望数码管更亮，请将R14-R28值调小。 2-2驱动电路

5、驱动电路采用74LS164的芯片来驱动，在单片机系统中，如果并行口的IO资源不够，而串行口又没有其他的作用，那么我们可以用74LS164来扩展并行IO口，节约单片机资源它是一个8位并行输出门控串行输入移位寄存器，其显示数据以串行方式从单片机的输出口输出送往移位寄存器74LS164的A、B端，然后将转换的并行数据从输出端Q0Q7输出，几乎同时驱动与之相接的LED数码管,各个数码管便以很短时间间隔轮流显示。由于人眼的残留效应，所以各个数码管看上去几乎是同时显示的，74LS164的引脚定义及真值表，如下图2.1所示。图2.2 系统电路图 2-3时钟控制电路本设计的实时时钟电路用DS1302,如图2.

6、4，它的工作电压一般为2.5-5.5V，它的主要特点是采用串行数据传输，同时增加了主电源/后背电源双电源引脚，可以为掉电保护电源提供可编程的充电功能。采用32kHz的晶振，电容一般用10PF就可以起到稳定振荡频率和快速起振的作用了，如下图2.3所示。 图2.3时钟电路DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字。

7、此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。2-4所需主要器件元件名称数量元件名称数量元件名称数量电阻101电容104P2微动开关4电阻338电容181P15P线1电阻473二极管40045喇叭1电阻757二极管1N602变压器1电阻1001发光二极管4电源线1电阻1508三极管85508细线2电阻3307三极管805013*6自动螺丝8电阻1.5K4稳压器780513*6带垫自攻螺丝2电阻10K2晶振32.76813*10自攻螺丝6电阻390K1芯片T2518DD31电路板2电

8、阻470K10.5数码管11面板1电容22P20.8数码管4机壳1电容102P1电池卡1原理,安装电路图1图2.4 所需主要器件2-5系统硬件概述 电阻：导电体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用、K、M表示，如下图2.5.1所示：图2.5.1电阻 电容：所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。电容的用途非常多，主要有：隔直流、旁路（去耦）、耦合、滤波、温度补偿、计时、调谐、整流、储能

9、，如下图2.5.2所示。图2.5.2电容 电容发光二极管：发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。发光二极管原理是它的发光原理可以用PN结的能带结构来解释：当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象，如下图2.5.3所示。图2.5.3发光二极管 三极管8550是一种常用的普通三极管，它是一种低电压,大电流,小信号的PNP型硅三极管。其参数：1、集电极-基极电压Vcbo：-40V 2、工作温度：-55 to +150 3

10、、和8050（NPN）相对 4、主要用途： 开关应用和射频放大如图2.5.4所示。 图2.5.4三极管 8050是常用小功率的NPN三级管。 其参数：1、类型：开关型2、极性：NPN3、材料：硅4、最大集存器电流(A)：0.5 A5、直流电增益：10 to 606、功耗：625 mW7、最大集存器发射电（VCEO）：258、频率：150 KHz 图 2.5.5三极管8050 稳压器7805图 2.5.6稳压管78057805概述图 2.5.7稳压管电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 系列和负电压输出的79系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别

11、是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。 用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。 因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。 注意事项在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。 当制作

12、中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，使其最大输出电流为N个1.5A，但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批 图 2.5.8 TO-220号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。 在78 * 、79 * 系列三端稳压器中最常应用的是TO-220 和TO-202 两种封装。这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如附图所示。 从正面看引脚从左向右按顺序标注，接入电路时脚电压高于脚，脚为输出位。如对于78*正压系列，脚高电位，脚接地，；对与79*负压系列，脚接地，脚接

13、负电压，输出都是脚。如附图所示。 此外，还应注意，散热片总是和接地脚相连。这样在78*系列中，散热片和脚连接，而在79*系列中，散热片却和脚连接。 7805应用电路7805典型应用电路图,如下图。 图 2.5.9 7805典型应用电路78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电流较大时，7805应配上散热板。 下 图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电

14、压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被 损坏。 下 图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即 可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。 7805电参数：参数符号测试条件最

15、小值典型值单位输出电压VoTj=254.85.0V5.0mA1o1.0A,Po15W Vi=7.5v to 20v4.755.00V线性调整率VoTj=25,Vi=7.5V to 25V4.0mVTj=25,Vi=8V to 12V1.6mV负载调整率VoTj=25,lo=5.0mA to 1.5A9mVTj=25,lo=250mA to 750mA4mV静态电流IQTj=255.0mA 图 2.5.10 TO-2207805引脚及其介绍同时运用78XX和79XX稳压器，可以组成正、负对称输出的稳压电路。下图所示为5V稳压电源电路，IC1采用固定正输出集成稳压器7805，IC2采用固定负输出集

16、成稳压器7905，VD1、VD2为保护二极管，用以防止正或负输入电压有一路未接入时损坏集成稳压器。 变压器图 2.5.11 变压器 变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器，是电能传递或作为信号传输的重要元件。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。本设计用的是AC220V转AC12V的变压器，220V转12V最适合的是用开关电源。开关电源可适应AC/DC两种输入，并且输入范围很宽，输出稳定，功率大，效率高。其参数如下：1、 可靠性指标：平均无故障工作时间MTBF（m1）30000(m1

17、为下限值)小时。2、 指标：稳压范围：（单项120-300V；三项260-460V）。3、 稳压精度：1%-3%。4、 总恢复时间：10-90ms。5、 抗干扰能力：尖峰抑制（常模输入2KW尖蜂信号，输出40VP）。6、 常模噪声抑制：50Db。7、 功率因素cos0.95。8、 效率85%-92%。9、 输出波型失真3%。 图 2.5.12 变压器的工作原理 数码管：数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管。按发光二极管单元连

18、接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。显示方法上采用：静态显示驱动。静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要58=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个

19、呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。图 2.5.13 数码管 芯片T2518DD3：图 2.5.14 T2518DD3芯片 CPU采用T2518DD3万年历芯片 ， 显示器采用8位led数码管（共阳），显示器的驱动采用动态扫描电路形式，以达到简化电路的目的。t2518dd3是中国台湾生产的低电压，高性能cmos8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（perom）和256bytes的随机存取数据存储器（ram），与标准mcs-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（cpu）和flash存储单元，功能强大t2518dd3

20、单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。1、功能简介： 可选择用蜂鸣器代替喇叭。不须要外挂音乐片，实现鸣叫功能。 外挂一个595 或164，可实现基本万年历+24 节气+生肖功能。 可实现简易版的“月”“日”与“小时”“分钟”轮换显示。 可实现公历“月”“日”与农历“月”“日”轮换显示。 可实现基本万年历+四位正、倒计天功能。 星期显示方式可选择用数码管或7 个LED，其中用8字数码管显示又可选择越南版（28）、中文版（16、8）、俄文版（17）；用米字管数码管可选择英文版、法文版、西班牙版、意大利版、德国版，选项外销版本音乐为外国音乐。ICI CPU图 2.5.14 T2518DD3芯片结构及

21、其引脚功能键原理图图 2.5.15按键主要按键功能如下： 引脚功能说明P9设置键，P11修改键，调整日期、时间的上调键。P12闹钟键。P19退出键/报时键图 2.5.16按键功能介绍其它引脚功能：引脚说明P1VDDP3GNDP16控制U10、U11、U12、U7、U8、U15显示P17控制U10、U11、U12、U3、U7、U8显示P18控制U10、U11、U12、U8显示P23控制U9、U10、U11、U12、U7、U8、 U15显示P24控制U10、U11、U12、U8、 U15、U13显示P25控制U10、U11、U12、U5、U8、 U15显示，串D11P26控制U9、U10、U11、

22、U12、U8、 U15显示，串D12P9101112192022均串一只150电阻控制U14、U6、U18、U4、U19显示P13142127282930均串一只330电阻和8550三极管控制各数码管显示图 2.5.17 T2518DD3芯片引脚介绍注：U3U4:年高、低位；U5U6：月高、低位；U7U8：日高、低位；U9U10：小时高、低位；U11U12：分钟高、低位；U13U14：农历月高、低位；U15U16：农历日高、低位；U19：星期。芯片封装：图 2.5.18芯片封装 晶振（32.768khz ）:图 2.5.19晶振32.768晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小

23、的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。晶振（32.768khz ）与两只电容（22PF）并联构成时钟电路。2的15次方等于32768，也就是一个计数器计数的过程。计划外2768次计数器清零，也就是一秒。 微动开关：图 2.5.20微动开关微动开关的作用在需频繁换接电路的设备中进行自动控制及安全保护等，广泛应用在电子设备、仪器仪表、矿山、电力系统、家用电器、电器设备，以及航天、航空、舰船、导弹、坦克等军事领域，无锡市创新开关电器有限公司品种齐全已经广泛应用于以上领域，开

24、关虽小，但起着不可替代的作用。 喇叭：图 2.5.21喇叭扬声器作用：扬声器，俗称“喇叭”他是一种将电能转换为声能的电声器。 第三章 系统的软件设计3-1程序流程框图图3.1主程序流程图图3.2 计算阳历程序流程图图3.3时间调整程序流程图：图3.4阴历程序流程图： 3-2程序设计 ;主程序; ; START: SETB EA MOV SCON,#00H ;串行输出，方式0 MOV TMOD,#10H ;计数器1，方式1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H MOV DS1302_ADDR,#8EH MOV DS1302_DATA,#00H ;允许写1302 LCALL WRIT

25、E MOV DS1302_ADDR,#90H MOV DS1302_DATA,#0A6H;1302充电，充电电1.1MA LCALL WRITE MAIN1: MOV DS1302_ADDR,#8DH ;读出年 LCALL READ MOV year,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#8BH ;读出星期 LCALL READ MOV week ,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#89H ;读出月 LCALL READ MOV month,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#87H ;读出日 LCALL READ MOV da

26、y,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#85H ;读出小时 LCALL READ MOV hour,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#83H ;读出分钟 LCALL READ MOV mintue,DS1302_DATA MOV DS1302_ADDR,#81H ;读出秒 LCALL READ MOV second,DS1302_DATA MOV R0,year ;年分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 7BH,R1 MOV 4BH,R1 MOV 7CH,R2 MOV 4CH,R2 MOV 78H,week MOV 48H,week

27、MOV R0,month ;月分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 79H,R1 MOV 49H,R1 MOV 7AH,R2 MOV 4AH,R2 MOV R0,day ;日分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 76H,R1 MOV 46H,R1 MOV 77H,R2 MOV 47H,R2 MOV R0,hour ;小时分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 74H,R1 MOV 44H,R1 MOV 75H,R2 MOV 45H,R2 MOV R0,mintue ;分钟分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 72H,R1 MOV 42H,R

28、1 MOV 73H,R2 MOV 43H,R2 MOV R0,second ;秒分离，送显示缓存 LCALL DIVIDE MOV 70H,R1 MOV 40H,R1 MOV 71H,R2 MOV 41H,R2;闪动调时程序; INTT1: PUSH ACC PUSH PSW GFLASH:CPL 0FH JB 0FH,GFLASH1 MOV 7CH,4CH ;全部显示 MOV 7BH,4BH MOV 7AH,4AH MOV 79H,49H MOV 78H,48H MOV 77H,47H MOV 76H,46H MOV 75H,45H MOV 74H,44H MOV 73H,43H MOV 7

29、2H,42H MOV 71H,41H MOV 70H,40H GFLASHOUT:POP PSW POP ACC RETI GFLASH1: JB 0AH,GFLASH2 ;调年闪 MOV 7CH,#0AH MOV 7BH,#0AH AJMP GFLASHOUT GFLASH2: JB 0BH,GFLASH3 ;调月闪 MOV 7AH,#0AH MOV 79H,#0AH AJMP GFLASHOUT GFLASH3: JB 0CH,GFLASH4 ;调日闪 MOV 77H,#0AH MOV 76H,#0AH AJMP GFLASHOUT GFLASH4: JB 0DH,GFLASH5 ;调星期闪 MOV 78H,#0AH AJMP GFLASHO