基于51单片机万年历设计毕业论文.docx

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

日 期：

指导教师签名：

日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年

月

日

导师签名：

日期：

年

月

日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、

程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装

订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优 □良 □中 □及格 □不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优 □良 □中 □及格 □不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

建议成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名） 单位：

（盖章）

年 月 日

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

建议成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）

单位：

（盖章）

年 月 日

评阅教师评阅书

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优 □良 □中 □及格 □不及格二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

评定成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年 月 日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年 月 日

关键词：

时钟芯片DS1302；温度采集DS18B20；单片机AT89C52;液晶显示1602

摘要

电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。

它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。

本系统选用DALLAS公司生产的日历时钟芯片DS1302来作为实时时钟芯片，为本系统提供详细的年、月、日、星期和小时、分钟等时间信息。

数字万年历采用直观数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有闹钟和时间校准等功能。

该电路采用AT89C52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。

本系统硬件部分由AT89C52单片机、DS1302时钟芯片、1062液晶显示器、DS18B20温度测量、键盘、蜂鸣器系统等部分构成。

软件部分在keil环境下用C51语言编写，包括时间设置、时间显示、定时设置、定时闹钟、温度显示。

没有良好的基础知识和实践经验会受到很大限制，每项功能实现时需要那种硬件，程序该如何编写，算法如何实现等，没有一定的基础就不可能很好的实现。

在编写程序过程中发现以现有的相关知识要独自完成编写任务困难重重，在老师和同学的帮助下才完成了程序部分的编写。

文章后附有电路原理图、程序清单，以供读者参考。

因水平有限，难免有疏落不足之处，敬请老师和同学能给与批评指正。

目录

第一章概述 1

§1.1实时时钟研究的背景及意义 1

§1.2论文主要研究内容 2

1.2.1系统设计实现的目标 2

1.2.2系统的总体设计 2

第二章 硬件电路设计 3

§2.1单片机最小系统 3

§2.2时钟芯片电路 4

2.2.1时钟芯片引脚介绍 4

2.2.2时钟芯片DS1302,其内存空间介绍 5

2.2.34个控制寄存器介绍 6

§2.4温度采集电路设计 8

2.4.1DS18B20的主要特性 8

2.4.2DS1820的基本操作指令 8

2.4.3温度测量的步骤 8

2.4.4DS18B20的操作时序 9

§2.51602LCD液晶显示屏 10

2.5.11602字符型LCD简介 10

2.5.21602引脚功能说明 10

2.5.31602LCD的指令说明及时序 11

2.5.41602LCD的RAM地址映射及标准字库表 12

2.5.51602LCD的一般初始化（复位）过程 13

2.4.61602LCD的电路连接 14

§2.6蜂鸣器闹铃电路 14

§2.7按键调整电路 15

§2.8电源模块 15

第三章软件部分设计 16

§3.1主程序流程 16

§3.2时间设置子程序流程 17

§3.3闹钟设置子程序流程 17

§3.4程序设计问题 18

3.4.1按键抖动问题 18

3.4.2蜂鸣器设置 18

3.4.3液晶显示的设置 18

3.4.4中断设置 18

3.4.5时钟芯片设置 19

第四章开发工具Proteus与Keil 21

2.1Proteus软件 21

2.1.1Proteus简介 21

2.1.24大功能模块 21

2.1.3ISIS智能原理图输入系统 22

2.1.4Proteus简单应用 22

2.2Keil软件 23

2.2.1Keil软件简介 23

2.2.2Keil软件调试功能 23

2.3本章小结 24

结束语 24

致谢词 25

参考文献 26

附件1. 错误！

未定义书签。

第一章概述

§1.1实时时钟研究的背景及意义

在现实我们生活中每个人都可能有自己的时钟，光阴在永不停息的流逝，有了时钟人们就能随着时间有计划的过着每一天。

然而现在绝大部分的时钟有的需要不断地跟换电池，有

些时钟需要外接电源，如果一旦电池没电或者外接电源无法供电，时钟就会停止计时了。

而美国DALLAS公司的新型时钟日历芯片DS1302就能解决这一问题。

该器件能提供实时时钟

（RTC）/日历、定时闹钟。

少于31天的月份，月末日期可自动调整，其中包括闰年补偿。

该

器件还可以工作于24小时货代/PM指示的12小时格式。

一个精密的温度补偿电路用来监视Vcc的状态。

本时钟还具有环保、走时无噪音、低功耗等非实时时钟不具有的功能。

该实时时钟不但可以作为家用，而且更可以在公共场合使用，如车站、码头、商场等场所。

§1.2论文主要研究内容

1.2.1系统设计实现的目标

本文是以实时时钟芯片DS1302和AT89C52单片机为主要研究对象，着重进行51单片机控制系统的设计研究和如何读取DS1302内部时钟信息的研究。

以及运用18B20进行实时温度检测。

主要内容包括：

1）实时温度显示；

2）年月日星期时分秒显示；

3）年月日星期时分秒调整；

4）闹钟定时小时分钟和秒；

1.2.2系统的总体设计

采用AT89C52作为主控单片机，时钟模块选用DS1302作为时钟芯片，温度模块选用

DS18B20作为温度传感器，显示模块选用LCD1602，设置部分选用按键电路。

AT89C52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：

0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。

DS1302实时时钟芯片功能丰富，可以用来直接代替IBMPC上的时钟日历芯片DS12887，同时，它的管脚也和MC146818B、DS12887相兼容。

由于DS1302能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题；DS1302中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10年之久；对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。

用户还可对DS1302进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。

DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

可编程的分辨率为9~12位温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒用户可定义的非易失性温度报警设置。

DS18B20内部结构主要由四部分组成：

64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

采用一线通信接口。

该系统的系统框图如图1.1示：

图1-1系统框图

第二章 硬件电路设计

§2.1单片机最小系统

本系统以AT89C52单片机为核心，本系统选用11.0592MHZ的晶振，，使得单片机有合理的运行速度。

起振电容30pF对振荡器的频率高低、振荡器的稳定性和起振的快速性影响较合适，复位电路为按键高电平复位。

AT89C52单片机最小系统电路设计如图2.1所示。

图2-1单片机最小系统

§2.2时钟芯片电路

2.2.1时钟芯片引脚介绍

1）时钟芯片DS1302,其引脚分布图如下所示

图2-2时钟引脚分布

MOT（1脚）：

总线时序模式选择脚。

接高电平，选择MOTOROLA总线时；序；接低电平或悬空，择选择INTEL总线时序。

NC（2,3,16,20,21,22脚）：

悬空脚。

AD0~AD7（4~11脚）：

地址/地址数据复用总线引脚。

CS（13脚）：

片选脚，低电平有效。

AS（14脚）：

地址锁存输入脚。

下降沿时，地址被锁存，紧接着的上升沿来时地址被清除。

R/W（15脚）：

读/写输入脚。

在选择MOTOROLA总线时序模式时，此引脚用于指示当前的

读写周期，高电平指示当前为读周期，低电平指示当前为写周期；选择

INTEL中线时序模式时，此引脚为低电平有效的输入脚，相当于通用RAM

的写使能信号（/WE）

DS（17脚）：

选择MOTOROLA总线时序模式时，此引脚为数据锁存脚；选择INTEL总线时序模式时，此引脚为读输入脚，低电平有效，相当于典型的内存的输出使能信号（/OE）

RESET（18脚）：

复位脚，低电平有效，复位不会影响到时钟、日历和RAM。

IRQ（19脚）：

中断申请输出脚，低电平有效，可作为微处理器的中断输入。

SQW（23脚）：

方波信号输出脚。

可通过设置寄存器位SQWE关断此信号输出，此信号的输出频率也可通过对芯片内部的寄存器编程予以改变。

VCC（24脚）：

+5v电源端。

2.2.2时钟芯片DS1302,其内存空间介绍

图2-3时钟、日历和闹钟数据模式——BCD模式（DM=0）

图2-4时钟、日历和闹钟数据模式——二进制模式（DM=1）

2.2.34个控制寄存器介绍

DS1302有4个控制寄存器，在任何时间都可以进行访问，即使处于更新周期。

寄存器A字节的内容如下。

MSBLSB

UIP

DV2

DV1

DV0

RS3

RS2

RS1

RS0

UIP:

更新标志位。

为只读位且不受复位操作的影响，为1时，表示即将发生的数据更新；为0时，表示至少244US不会更新数据。

当UIP为0时，可以获得所有时钟、日历、闹钟信息。

将寄存器B中的SET位置1可以限制任何数据更新操作，并且清除UIP位。

DV2、DV1、DV0：

此3位为010时将打开晶振，并开始计时。

RES3、RES2、RES1、RES0：

用于设置周期性中断产生的时间周期和输出方波的频率。

寄存器B字节的内容如下。

SET

PIE

AIE

UIE

SQWE

DM

24/12

DSE

MSB LSB

SET：

设置位，可读写，不受复位操作影响。

为0时，不处于设置状态，芯片进行正常时间数据更新；为1时，抑制数据更新，可以通过程序设定时间和日历信息。

PIE：

周期性中断使能位，可读写，复位时清除此位。

为1时，允许寄存器C中的周期中断标志位PF，驱动/IRQ引脚为低产生中断信号输出，中断信号产生的周期由RS3~RE0决定。

AIE：

闹钟中断使能位，可读写。

为1时，允许寄存器C中的闹钟中断标志位AF、闹钟发

生时就会通过/IRQ引脚产生中断输出。

UIE：

数据更新结束中断使能位，可读写。

复位或者SET位为1时清除此位。

为1时允许寄存器C中的更新结束标志UF，更新结束时就会通过/IRQ引脚产生中断输出。

SQWE：

方波使能位，可读写，复位时清除此位。

为0时，SQW引脚保持低电平；为1时，

SQW引脚输出方波信号，其频率由RS3~RS0决定。

DM：

数据模式位，可读写，不受复位操作影响。

为0时，设置时间、日历信息为二进制数据;为1时，设置为BCD码数据。

24/12：

时间模式设置为，可读写，不受复位操作影响。

为0时，设置为12小时模式；为1时，设置为24小时模式。

DSE：

为1时，会引起两次特殊的时间更新；4月的第一个星期日凌晨1：

59：

59会直接

更新到3：

00：

00，10月的最后一个星期日凌晨1：

59：

59会直接更新到1：

00：

00；为0时，时间信息正常更新，此位可读写，不受复位操作影响。

寄存器C字节内容如下。

MSBLSB

IRQF

PF

AF

UF

0

0

0

0

IQRF:

中断申请标志位。

为1时，/IRQ引脚为低，产生中断申请。

当PF、PIE为1时或者

AF、ATE为1或者UF、UIE为1时，此位为1，否则置0.

PF：

中期中断标志位。

为1时，它是只读位，和PIE位状态无关，由复位操作或者寄存器C操作清除。

AF:

闹钟中断标志位。

为1时，表示当前时间和闹钟设定时间一至，由复位操作或读寄存器C操作清除。

UF：

数据更新结束中断标志位。

每个更新周期后此位都会置1，当UIE位位置1时，UF若为1就会引起IRQF置1，将驱动/IRQ引脚为低电平，申请中断。

此位由复位操作或读寄存器C操作清除。

寄存器D字节的内容如下。

MSB LSB

0 0 0 0 0 0 0 0

VRT；RAM和时间有效位。

用于指示和VBAT引脚连接的电池状态。

此位不可写，也不受操作为影响，正常情况下读取时总去为1，如果出现读取为0的情况，则表示电池耗尽，时间数据和RAM中的数据就会出现问题。

芯片DS12CR887的113字节普通RAM空间为非易失性RAM空间，他不专门用于某些特别功能，而是可以在未处理器程序中作为非易失性内存空间使用。

§2.4温度采集电路设计

2.4.1DS18B20的主要特性

适应电压范围更宽，电压范围：

3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。

②独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

③DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温④DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

⑤温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为0.5℃。

⑥可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。

⑦在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把

温度值转换为数字，速度更快。

⑧测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

⑨负压特性：

电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

2.4.2DS1820的基本操作指令

DS1820的操作指令分为ROM操作命令和存储器操作命令。

（1）、ROM操作命令及其含义

ReadROM指令代码（33h）：

如果只有一片DS1820，可用此命令读出其序列号，若在线

DS1820多于一个，将发生冲突。

MatchROM指令代码（55h）：

多个DS1820在线时，可用此命令匹配一个给定序列号的

DS1820，此后的命令就针对该DS1820。

SkipROM指令代码（CCh）：

此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有DS1820。

SearchROM指令代码（F0h）：

用以读出在线的DS1820的序列号。

AlarmSearch指令代码（ECh）：

当温度值高于TH或低于TL中的数值时，此命令可以读出报警的DS1820。

（2）、存储器操作指令代码及其含义

WriteScratchpad指令代码（4Eh）：

写两个字节的数据到温度寄存器。

ReadScratchpad指令代码（BEh）：

读取温度寄存器的温度值。

CopyScratchpad指令代码（48h）：

将温度寄存器的数值拷贝到EERAM中，保证温度值不丢失。

ConvertT指令代码（44h）：

启动在线DS1280做温度A/D转换。

RecallE2指令代码（B8h）：

将EERAM中的数值拷贝到温度寄存器中。

ReadPowerSupply指令代码（B4h）：

在本命令送到DS1280之后的每一个读数据间隙，指出电源模式：

“0”为寄生电源；“1”为外部电源。

2.4.3温度测量的步骤

（1）.ReadROM（33h），每次对DS1820进行操作之前都要对它进行初始化，主要目的在于确定传感器已经连接到单总线上。

（2）.SearchROM（F0h），这条指令使处理器用排除的方法去辨别总线上的DS1820。

（3）.MatchROM（55h），只有准确的符合64位ROM序列的DS1820才能响应其后的指令，当然，单点测温时可以使用SkipROM（CCh）指令来跳过这一步。

（4）.ConvertT（44h），发完指令后应查询总线上的电平，当电平位高时温度转换完成。

（