大连民族学院机电信息工程学院
自动化系
单片机系统课程设计报告
题 目： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导教师：
电子万年历 自动化 106
设计完成日期： 2012年 11月30日
课程设计任务书 题目： 电子万年历 课程设计时间： 2012.11.12~2012.11.30 一、设计任务 给定时钟芯片（DS12C887）和单片机最小系统，学习使用单片机最小系统，设计万年历电路和闹钟报时电路，完成相关的软件设计并进行万年历显示。 二、设计内容及要求 ⒈ 系统设计的方案； ⒉ 检测电路和过程通道的设计； ⒊ 系统软件设计与实现； ⒋ 需要的详细材料和工具清单； ⒌ 设计的性能指标； ⒍ 撰写设计报告； ⒎ 资料归档。 三、设计重点 检测电路和过程通道设计； 系统软件设计、调试。 四、课程设计进度要求 ⒈ 12.11.12~12.11.14 系统方案设计； ⒉ 12.11.15~12.11.16 检测电路和过程通道设计； ⒊ 12.11.19~12.11.21 完成系统硬件设计与实现； ⒋ 12.11.22~12.11.23 完成系统软件编程； ⒌ 12.11.26~12.11.29 系统调试及撰写设计报告； ⒍ 12.11.30 验收答辩。 五、参阅书目 [1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009. [2] 胡汉才.单片机原理与接口技术[M].北京: 清华大学大学出版社,2004.1-505. [3] 邢国泉. LM35温度传感器的温度特性及其应用[J]. 医疗设备信息.2007,11,25-28.
目 录
1任务分析和性能指标 ...................................................... 1 1.1任务分析 ............................................................ 1 1.2性能指标 ............................................................ 1 1.3显示部分 ............................................................ 1 1.4键盘部分 ............................................................ 2 2总体方案设计 ............................................................ 2 2.1硬件方案如图： ...................................................... 2 2.2设计过程 ............................................................ 2 2.3合理分配内存 ........................................................ 3 2.4整个系统的流程框图如图： ............................................ 3 2.5软件方案 ............................................................ 4 3硬件设计与实现 .......................................................... 4 3.1显示电路如图： ...................................................... 5 3.2控制电路 ............................................................ 6 3.3芯片功能特性简述 .................................................... 8 4软件设计与实现 .......................................................... 9 4.1 主程序 .............................................................. 9 4.2子程序 ............................................................. 10 5 调试及性能分析 ......................................................... 19 5.1 调试原理图如图： .................................................. 19 5.2 软件调试 ........................................................... 19 5.3 硬件调试 ........................................................... 19 5.4 系统性能分析 ....................................................... 19 六 总 结 ................................................................ 20 七 参考文献 .............................................................. 20 八 附录 .................................................................. 20 附录1 元器件清单 ....................................................... 20 附录2 调试系统照片 ..................................................... 23
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电子万年历
1任务分析和性能指标
1.1任务分析
设计一个具有报时功能、停电正常运行（来电无需校时）、闹钟功能、带有年月日、时分秒及星期显示的电子日历。
电子万年历是日常生活中常见的小型电子产品，其形式多种多样，小到带有日期的电子腕表，大到公共场所悬挂的大型电子日历，此外，眼下我们还常能在宾馆、饭店等场所见到一种带有年、月、日、时、分、秒、星期甚至节气等信息的电子日历牌。
电子日历的主要功能是给人们提供时间和日期信息，无论其形式如何，从外部都可分为显示和校准两部分。为使电子日历协调工作，整个系统从功能上可分为实时时钟、显示和键盘三个模块，分别完成时间和日期的计算以及人机交互的管理等。
1.2性能指标
实时时钟（RTC：Real Time Clock）是系统的核心，其运行精度直接影响产品质量。实时时钟的实现有两种方案可选，一是利用单片机系统时钟和中断完成时间和日期的计算；二是利用专用时钟芯片。前者不用附加芯片，系统简单，但是累计误差较大，只有短时计时才可使用。长时间计时一般都采用后者。后者采用32.768KHz晶体振荡器振作为脉冲源，内部的15位计数器刚好产生标准秒脉冲。该类芯片除时钟计时外，还有年月日和星期的计算功能，并且还可计算闰年。芯片初始化后可脱离CPU自动运行，有些芯片内部带有电池，出厂时芯片即开始运行。专用时钟芯片的种类很多，与CPU的通信方式有并行，也有串行。常见的芯片有DALLAS 公司生产的DS1302和DS12C887，前者为串行，需要外加后备电池；后者为并行，芯片内置锂电池和晶体振荡器，无外加电源的情况下可运行10年。此外，还有许多时钟芯片，如Epson、Holtek、深圳兴威帆等公司都推出自己的时钟芯片。这次我们选用的芯片是DS12C887。
1.3显示部分
简单的数据显示常采用液晶显示或数码管显示。液晶显示有耗电低、外形美观的优点，并且，点阵液晶可显示较复杂的字符或图案。其缺点是通用液晶显示器的显示方案构建不够灵活，在较暗的环境下液晶需要背光，而且，液晶显示成本较高。相对液晶显示器来讲，由于数码管种类繁多，其显示方案构建灵活，成本较低。由于本身即是发光体，所以，数码管显示无需额外光源。数码管的缺点是功耗较大，字符较多时，必须交流供电，而且，数码管不能显示复杂字型。所以，液晶和数码管两个方案的选择要根据
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电子万年历
显示的具体情况而定。值得一提的是，数码管串行静态显示和并行动态显示在位数较多时都会出现显示不稳定现象。所以这次我们选用LED1602液晶。
1.4键盘部分
时钟的设置虽包含数字，但是我们不建议使用数字键盘，应为数字键盘将增加系统的复杂程度。为使系统尽可能简化，键盘部分的设计在能够完成系统要求的前提下，越简单越好。所以，时钟系统的键盘可以设置四个键：功能选择键、加1键、减1键，闹钟键。
2总体方案设计
2.1硬件方案如图：
显示系统 DS12C887 单片机 图1 电子万年历的系统框图
键盘 2.2设计过程
⒈认真领会设计要求：
确定系统功能，包括显示信息、按键个数、报时功能、闹 钟功能等； ⒉样品外观设：
确定系统显示信息，显示器种类（液晶、数码管）、显示器尺寸等； ⒊硬件初步设计：
选定DS12C887芯片、选定显示方式（动态、静态、串行、并行）、按键个数； ⒋系统原理图设计按照前几步规划，设计系统原理图：
此时应认真研究学习DS12C887芯片的使用方法，正确连接DS12C887芯片,设计键盘及显示电路。 ⒌系统软件设计
系统软件可分为键盘管理、显示管理、报时管理和DS12C887管理三部分。软件可由汇编语言完成，也可由C语言完成,我选择C语言。
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基于51单片机电子万年历的设计方案
