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多功能万年历的设计与实现(附件)【字数:7965】

2024-11-03 15:06编辑: www.jxszl.com景先生毕设
电子万年历是嵌入式系统的具体应用,是硬件和软件的结合的成果。该装置由五个模块组成主控制器,时钟电路,温度检测电路,显示电路,键盘接口。主控制器件使用AT89C52,时钟电路使用DS1302,显示模块使用LED数码管,温度探测由DS18B20温度传感器组成,键盘接口电路采用普通按键连接的抗拉强度。软件采用C语言编程实现单片机程序控制。单片机通过DS1302时钟芯片接收时间数据,DS18B20采集温度信号并发送给单片机进行处理。然后单片机将时间和温度数据发送到74ls154进行解码,并通过c9015晶体管对LED数码管进行放大和传导,得到年份、月数、日期、小时、分秒、星期几和温湿度。并且通过蜂鸣器,在整点时进行报时提醒。相较于传统的书本万年历需要人们去记忆当前日期,电子万年历不仅可以自动记录时间信息,还具备许多传统书本万年历所不具备的功能。现如今的闹钟,智能表等都运用了电子万年历的计时功能。
目录
一、绪论 1
(一)课题研究的背景和现状 1
(二)课题的研究目的与意义 1
(三)课题解决的主要内容 1
二、系统的方案设计与论证 2
三、系统硬件的设计 3
(一)单片机最小系统设计 3
(二)时钟芯片DS1302接口设计 5
(三)DHT11传感器模块设计 6
(四)LCD1602液晶显示模块 7
(五)按键模块设计 8
四、系统的软件设计 9
(一)主程序设计 10
(二)子函数设计 11
五、万年历的调试 13
结论 17
致谢 18
参考文献 19
附录一 电路原理图 20
附录二 多功能万年历PCB版图 21
附录三 多功能万年历源程序 22
一、引言
(一)课题研究的背景和现状
人类手表事业本身的蓬勃产生与发展的进程其实也是十分惊人,从上个世纪的刚开始人类就使用简单的机器式的计数手表一直发展到现在的用途广泛的智能手表,尽管发展到了现在,手表已经是千奇百怪,不过到最 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072¥ 
终为止它其实一直都还是看做为了实现其中一个很重要的功能—计时功能,只不过因为工作的原理上有点不同罢了,但是随着手表在伴随我们人类社会产生的众多的实际应用及发展的,人类现在已开始越来越深刻地发觉出了计时手表的功用已是过于单一,还远远不能真正保证其在未来会有更大程度的适应于整个人类生产社会的一切社会需要。于是,人类也就永远会继续探索与钻研,不断的进行创新。逐渐地它发展成熟到了一个为整个世界人类文明所普遍认可和广泛采用的一种电子万年历。应用于今日我们日常个人出行及在家中,车辆站,港口办事处等诸多日常公共生产场所服务,作为在今天我们人类社会生活的过程中我们最所不能缺少的一项生活基本电子日用品,万年历为我们人类社会日常的生产劳动及各类生活工作提供起到了一种很大限度上的方便快捷,同时它自身也因此能够极大程度上地拓展并超越了我们传统的机械钟表的报时功能。包括了手动定时器报警控制系统的自动报时、定时铃控制系统自动打铃、编程控制系统的自动控制、定时器播报、通断动力装置、以及其它能手动稳定工作的智能化机械设备控制系统、自动定时控制系统、运行控制系统设备等。
(二)课题解决的主要内容
本文主要技术的研究内容包含以下几个方面:
(1)在要选择电子万年历的芯片设计时,应是考量那些要求功能稳定、使用安全便捷、低功耗、具有断电保护的元器件。
(2)所使用的电子万年历芯片可以设计外部控制电路,然后将外围端口的电源电路与单片机相连。
(3)控制系统的硬件电路设计实施时,结构布置要力求尽可能做到简洁实用、便于操作实现,使整个控制系统的电路实现过程尽可能简化。
(4)通过硬件电路图,万能板表面的焊接工作。
(5)具备查询农历和平年补偿并显示的能力。
(6)具有温湿度测量并显示的功能。
(7)具有闹钟时间的设置和闹钟定时播报的功能。
(8)根据所设计集成电路的硬件逻辑电路,从而可以编写并运行STC89C52处理芯片的专用的单片机软件。
(9)根据单片机的编程、编译、调试,将程序流程结果下载到单片机系统软件中并保证其能够正常运行,并且能够自动完成阅读文章内容的功能。
(10)在详细介绍硬件电路结构和软件程序优化设计理念时,关键是要考虑的是如何提高软件界面功能对用户的友好性,从而方便客户完成实际操作和设置功能等因素。
二、系统的方案设计与论证
它由单片机最小系统、LCD1602彩色液晶显示模块、DHT11温湿度记录模块、DS1302数字技术时钟模块、计算机键盘模块、报警模块及其配电模块等基本电子器件组成。其主控芯片采用STC89C52RC单片机钟表晶片方面则是选用了美国DALLAS集团公司出品与制造的利用新型高性能、低耗用功率和带RAM存储器功能的即时显示钟表晶片DS1302。所使用的DS1302被当作定时晶片,可以达到定时高精度的效果。最关键的是DS1302可以保证在较低的电力容量下获得后备的电力系统,而且可以选择适当的慢充电电流源。来确保后备供电时能够实现慢速充满,从而还能够有效确保基本不消耗后备供电的充电时间。而温湿度传感器采用的是DHT11温湿度传感器来进行精确测量,指示模块采用的是LCD1602液晶显示器。单片机采用的是DS1302时钟芯片来加载当前时间段,然后根据单片机控制器的算法求解,并在液晶屏上显示年份,月历,日期,小时,分钟,毫秒,礼拜等信息,与此同时还拥有闹钟的功能。并使用 DHT11温湿度传感器对周围温度和湿度进行测量,并将相关数据呈现在液晶上。而按键可以设置万年历的日期和闹钟时间,与此同时还具备了农历和阴历的信息查询功能。具体的系统构成框图则如21。
21 硬件电路框图
三、系统硬件的设计
单片机最小系统是指保持单片机能够正常工作的最小的工作单元。单片机最小系统三要素是电源、晶振和复位电路。具体见图31。
图31单片机最小系统原理图
1. 电源
多功能万年历系统是采用三节1.5V干电池从而组成一个总电压为4.5V的开关电源。根据仿真测试和具体测试,在系统正常工作时,单片机和传感器工作的电压都能满足系统要求,并且易于更改万年历的电池。图32是电源接口线路,当中的DC 5V是电池的连接插座,C4和C5都电源里面常见的滤波电感,SW1是电源的开关,R9是电源二极管上的限流和滤波电阻值,POWER是电源的指示灯。

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