/XX學(xué)院物理與電子工程學(xué)院課題論文單片機(jī)〔期末課程設(shè)計(jì)題目：基于51單片機(jī)的數(shù)碼管萬年歷院〔系：物理與電子工程學(xué)院專業(yè)年級：2012級碩勛勵(lì)志班指導(dǎo)老師：文良華姓名：陳志鳳學(xué)號(hào)：12030302520XX6月目錄TOC\o"1-3"\h\u26456摘要 21012第一章緒論3250761、1萬年歷的背景391271、2萬年歷的應(yīng)用 49699第二章設(shè)計(jì)原理 531204第三章實(shí)現(xiàn)過程 670963、1方案選擇 648353、2系統(tǒng)框圖 6135283、3說明 682643、4電路模塊說明 7294403、5軟件設(shè)計(jì)模塊 8248163、5、1萬年歷的算法 8136373、5、2時(shí)間處理 9114013、5、3日期處理 1015841第四章最終結(jié)果 1126785第五章收獲與體會(huì) 13162545、1設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法 1369725、2收獲與體會(huì) 1330190致謝 1412102參考文獻(xiàn) 15摘要隨著人們時(shí)間觀念的增強(qiáng),萬年歷被廣泛應(yīng)用于生活中的各種場合?，F(xiàn)在所使用的萬年歷,即：包括若干年或適用于若干年的歷書。萬年只是一種象征,表示時(shí)間跨度大。本次課程設(shè)計(jì)中制作的"基于51單片機(jī)的數(shù)字萬年歷"便是以電子產(chǎn)品為載體的基于AT89C51單片機(jī)在數(shù)碼管上顯示〔公歷年月日、時(shí)分秒功能的簡易萬年歷。利用AT89C51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的模式2〔8位自動(dòng)重裝初值產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間為250us的信號(hào),再計(jì)數(shù)4000次產(chǎn)生1S的時(shí)間后發(fā)出中斷,再由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后,送人數(shù)碼管〔共陰極數(shù)碼管顯示〔動(dòng)態(tài)顯示。關(guān)鍵字：51單片機(jī)、萬年歷、數(shù)碼管、動(dòng)態(tài)顯示、定時(shí)/計(jì)數(shù)T0第一章緒論1、1萬年歷的背景萬年歷是我國古代傳說中最古老的一部太陽歷。為紀(jì)念歷法編撰者萬年功績,便將這部歷法命名為"萬年歷"。相傳,在很久以前,有個(gè)名叫萬年的青年,看到當(dāng)時(shí)節(jié)令很亂,想把節(jié)令定準(zhǔn)。一天,他上山砍柴,坐在樹陰下休息,樹影的移動(dòng)啟發(fā)了他,他設(shè)計(jì)了一個(gè)測日影計(jì)天時(shí)的晷儀?？墒?天陰雨霧,影響測量。后來,山崖上的滴泉引起了他的興趣,他又動(dòng)手做了一個(gè)五層漏壺。天長日久,他發(fā)現(xiàn)每隔三百六十多天,天時(shí)的長短就會(huì)重復(fù)一遍。當(dāng)時(shí)的國君叫祖乙,天氣風(fēng)云的不測,使他很苦惱。一個(gè)名叫阿衡的大臣,為討好皇上,奏稱要設(shè)天臺(tái)敬祭天神。祖乙認(rèn)為有理,便帶領(lǐng)百官去祭天,卻無濟(jì)于事。萬年知道后,忍不住就帶著日晷和漏壺去見皇上,對祖乙講清了日月運(yùn)行的道理。祖乙聽后龍顏大悅,感到有道理。于是把萬年留下,在天壇前修建日月閣,筑起日晷臺(tái)和漏壺亭。并派了十二個(gè)童子服侍萬年。祖乙對萬年說："希望你能測準(zhǔn)日月規(guī)律,推算出準(zhǔn)確的晨夕時(shí)間,創(chuàng)建歷法,為天下的黎民百姓造福。"有一次,祖乙傳旨要阿衡去了解萬年測試歷法的進(jìn)展情況。當(dāng)他登上日月壇時(shí),看見天壇邊的石壁上刻著：日出日落三百六,周而復(fù)始從頭來。草木枯榮分四時(shí),一歲月有十二圓。阿衡見此,知道萬年的歷法已研究成功,心中忐忑不安。他萬分懼怕萬年因創(chuàng)建歷法而得寵,國君會(huì)怪罪自己提出祭祀天神的主意。于是,他陰謀策劃,派了一個(gè)刺客去除掉萬年。刺客攀上日月閣,見萬年正在閣上觀察星斗,便張弓搭箭,準(zhǔn)備射死他。誰知,刺客被衛(wèi)士發(fā)現(xiàn),被當(dāng)場緝拿。祖乙知后,懲處了阿衡,親自登上日月閣看望萬年。萬年指著天象,對祖乙說："現(xiàn)在正是十二個(gè)月滿,舊歲已完,新春復(fù)始,祈請國君定個(gè)節(jié)吧。"祖乙說："春為歲首,就叫春節(jié)吧。"冬去春來,年復(fù)一年。后來,萬年經(jīng)過長期觀察,精心推算,制定出了準(zhǔn)確的太陽歷。當(dāng)他把太陽歷呈奉給繼任的國君時(shí),已是滿面銀須。國君深為感動(dòng),為紀(jì)念萬年的功績,便將太陽歷命名為"萬年歷",封萬年為日月壽星。而現(xiàn)在所使用的萬年歷,即：包括若干年或適用于若干年的歷書。萬年只是一種象征,表示時(shí)間跨度大。我在本次課程設(shè)計(jì)中制作的"基于51單片機(jī)的數(shù)字萬年歷"便是以電子產(chǎn)品為載體的基于AT89C51單片機(jī)在數(shù)碼管上顯示〔公歷年月日、時(shí)分秒功能的簡易萬年歷。1、2萬年歷的應(yīng)用隨著人們時(shí)間觀念的增強(qiáng),萬年歷被廣泛應(yīng)用于生活中的各種場合。比如黃歷的出版、掛歷、電子表、手機(jī)萬年歷軟件、電腦萬年歷軟件等等。隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)代的萬年歷能同時(shí)顯示公歷、農(nóng)歷和干支歷等多套歷法,更能包含黃歷相關(guān)吉兇宜忌、節(jié)假日、提醒等多種功能信息；而其載體更包括歷書出版物、電子產(chǎn)品、電腦軟件和手機(jī)應(yīng)用等非常豐富,極為方便人們查詢使用。陽歷,可能是我們的祖先最早使用的歷法,它根據(jù)太陽運(yùn)行規(guī)律制定。古人以為太陽繞地球運(yùn)行,轉(zhuǎn)動(dòng)一周為一年——今日我們知道是地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,但古人的認(rèn)識(shí)卻相反。據(jù)學(xué)者考證,戰(zhàn)國時(shí)還有太陽歷,一年十個(gè)月,以天干為名,每月三十六日,分三旬,旬以地支為名,如此十個(gè)月三百六十日,加上五至六天不入干支的"廢日",一年就是三百六十五日或三百六十六日。在那種情況下,節(jié)氣的安排首先有"夏至"、"冬至",繼而又有"春分"、"秋分",季節(jié)上的回歸年先分春秋二季,后來再分出春夏秋冬四季,以至二十四節(jié)氣。古代文獻(xiàn)《管子》中有這種歷法的痕跡,彝族和西南少數(shù)民族的火把節(jié)與之有關(guān)。嶺南民間至今還流傳"冬至大過年"的說法,就是民間對這種歷法的記憶殘留。古人確實(shí)曾經(jīng)以"一陽更始"的冬至作為元旦。陰歷是按月亮的盈虧變化來制定的。一個(gè)朔望月的周期是二十九或三十天,年的長短只是月的整倍數(shù),與回歸年無關(guān)。月也與四季寒暑無關(guān)。希臘歷和回歷都屬于這種歷法。它的一年中,也不可能出現(xiàn)"雙春"、"盲年"。第二章設(shè)計(jì)原理一年365天,分成12個(gè)月,這12個(gè)月里有7個(gè)月是31天,4個(gè)月是30天,1個(gè)月是28天或29天。將這樣的算法用軟件編程語言描述出來,再用硬件電路實(shí)現(xiàn)功能并顯示,便設(shè)計(jì)出了一個(gè)簡單的電子萬年歷。本次設(shè)計(jì)的原理非常簡單,即利用AT89C51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的模式2〔8位自動(dòng)重裝初值產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間為250us的信號(hào),再計(jì)數(shù)4000次產(chǎn)生1S的時(shí)間后發(fā)出中斷,再由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后,送人數(shù)碼管〔共陰極數(shù)碼管顯示〔動(dòng)態(tài)顯示。并增加時(shí)間調(diào)整功能〔調(diào)整位選擇、根據(jù)具體要求加或者減調(diào)整其原理就是向單片機(jī)P口送人一個(gè)識(shí)別信號(hào),由單片機(jī)軟件對信號(hào)進(jìn)行處理,并實(shí)現(xiàn)功能。本次設(shè)計(jì)采用的是14位共陰極數(shù)碼管,由P0口作段選〔P0.0-A,P0.1-B,...,P0.7-DP>、P1口和P2口部分位作位選的動(dòng)態(tài)顯示。顯示的時(shí)候只需向數(shù)碼管送入相應(yīng)段碼,并選通相應(yīng)的位,利用余輝效應(yīng)和視覺停留效應(yīng)便可實(shí)現(xiàn)顯示。實(shí)現(xiàn)過程3、1方案選擇方案一：采用日歷時(shí)鐘芯片DS1302來產(chǎn)生時(shí)間,數(shù)據(jù)經(jīng)單片開機(jī)處理后送到數(shù)碼管顯示。方案二：采用純單片機(jī)制作,利用AT89C51單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷產(chǎn)生時(shí)間,經(jīng)單片機(jī)處理后送數(shù)碼管顯示。方案一雖然定時(shí)準(zhǔn)確,軟件部分設(shè)計(jì)簡單,但電路復(fù)雜成本高不適合初學(xué)者。所以本次設(shè)計(jì)采用方案二。3、2系統(tǒng)框圖如圖3-1所示：單片機(jī)〔定時(shí)/計(jì)數(shù)、中斷、數(shù)據(jù)處理顯示按鍵顯示按鍵圖3-1系統(tǒng)框圖3、3說明系統(tǒng)由51系列單片機(jī)AT89C51、按鍵、數(shù)碼顯示三個(gè)模塊構(gòu)成。單片機(jī)包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路；按鍵部分能實(shí)現(xiàn)對時(shí)間的調(diào)整,三個(gè)獨(dú)立按鍵的功能分別是：調(diào)整選位、加、減。顯示部分采用的是14位共陰極數(shù)碼管,由P0口作段選、P1口和P2口部分位作位選的動(dòng)態(tài)顯示。3、4電路模塊說明3、4、1復(fù)位、時(shí)鐘電路〔如圖3-4-1所示圖3-4-1復(fù)位、時(shí)鐘電路如圖3-4-1,本次設(shè)計(jì)的晶振采用12MHZ的晶振〔機(jī)器周期為1us>,復(fù)位電路為按鍵復(fù)位。3、4、2顯示電路〔如圖3-4-2所示圖3-4-2顯示電路如圖3-4-2所示,本次設(shè)計(jì)的顯示模塊采用的是用14位共陰極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。其中,P0口作段選〔P0.0-A,P0.1-B,...,P0.7-DP>、P1口和P2口部分位作位選〔 P1.2-秒低位,P1.3-秒高位,P1.4-分低位,P1.5-分高位,P1.6-時(shí)低位,P1.7-時(shí)高位,P2.0-日低位,P2.1-日高位,P2.2-月低位,P2.3-月高位,P2.4、P2.5-年低位P2.6、P2.7-年高位。3、4、3按鍵調(diào)整電路〔如圖3-4-3所示圖3-4-3按鍵調(diào)整電路如圖3-4-3,系統(tǒng)外接三個(gè)獨(dú)立按鍵,分別接入P3.0、P3.1、P3.2作用分別是調(diào)整選位、加、減〔均為低電平有效。3、4、4完整的硬件電路圖〔如圖3-4-4所示圖3-4-4完整的硬件電路圖3、5軟件設(shè)計(jì)模塊3、5、1萬年歷的算法萬年歷的算法主要包括時(shí)間處理和日期處理,其軟件大概框圖如圖3-5-1所示：圖3-5-1軟件算法流程圖圖3-5-2時(shí)間處理流程圖3、5、2時(shí)間處理本次設(shè)計(jì)的時(shí)間處理十分簡單,總結(jié)起來就一句話：定時(shí)計(jì)數(shù)滿往前加一清零。流程圖見圖3-5-2所示,具體程序如下所示：3、5、3日期處理圖3-5-3〔a閏年算法圖3-5-3〔b閏年及大小月算法流程圖日期處理主要包括大小月處理,及閏年〔二月處理,處理方法見圖3-5-3〔a\b>,具體程序如下：第四章最終結(jié)果本次設(shè)計(jì)采用在Proteus中仿真來驗(yàn)證結(jié)果,具體仿真電路圖及結(jié)果見圖4-1、4-2、4-3、4-4所示：圖4-1仿真電路圖圖4-2仿真初始化顯示圖4-3重設(shè)初值仿真圖4-4調(diào)整選位仿真第五章收獲與體會(huì)5、1設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法設(shè)計(jì)過程中遇到很多問題,具體問題及解決方法如下：問題一：程序編譯的時(shí)候170多個(gè)錯(cuò)誤。解決辦法：檢查問題時(shí)發(fā)現(xiàn),很多問題都是出在有P口出現(xiàn)的地方,經(jīng)過多次修改后發(fā)現(xiàn)原來在Keil編譯環(huán)境下不區(qū)分大小寫,但是編譯C程序時(shí)定義端口時(shí)P必須要大寫。問題二：仿真的時(shí)候根本沒有結(jié)果。解決辦法：通過對程序的進(jìn)一步分析以及對電路圖的核對發(fā)現(xiàn)自己犯了一個(gè)非常低級的錯(cuò)誤。那就是使用P0口作的通用I/O口但卻沒有接上拉電阻,導(dǎo)致作段選驅(qū)動(dòng)的P0不能正常驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。所以根本沒有結(jié)果。于是便加上了上拉電阻。問題三：終于有結(jié)果,但是亂碼了。解決辦法：加了上拉電阻以后,終于有了結(jié)果,但是顯示不正確。通過分析以后得出可能是選擇的數(shù)碼管不是共陰極的,然后在Proteus元件庫中找出了多個(gè)二極管并將引腳隨意接高低電平后進(jìn)行仿真判斷。最終選出了共陰極的數(shù)碼管,并接入電路后得出了仿真結(jié)果。問題四：這個(gè)完全是經(jīng)驗(yàn)問題。解決辦法：當(dāng)所有仿真和PPT都做好以后,我就打包存檔到了U盤,同時(shí)將電腦上的數(shù)據(jù)清空了。結(jié)果U盤壞了,唯一的解決辦法就是重做。還好,源程序還在！5、2收獲與體會(huì)在整個(gè)過程中,我犯了很多低級錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤其實(shí)我都知道是怎么回事。也許把它們出成試卷或者作業(yè)題的形式我一個(gè)都不會(huì)錯(cuò),但就是在實(shí)際應(yīng)用中就會(huì)把這些平時(shí)看書時(shí)看過、記過甚至背過的注意事項(xiàng)變成一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤,導(dǎo)致設(shè)計(jì)不能成功。所以說,真正想把專業(yè)學(xué)好就必須實(shí)際動(dòng)手去做。最后個(gè)問題可以歸結(jié)為習(xí)慣問題,也可以歸結(jié)于經(jīng)驗(yàn)問題。雖然我重做時(shí)話費(fèi)了很多時(shí)間,但我至少積累了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)。那就是,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一定要存檔,以防意外發(fā)生。致謝歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完,在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙,都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—文良華老師,他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助,不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn),如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā),我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友,在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材,還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限,所寫論文難免有不足之處,懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！參考文獻(xiàn)1何立民.單片機(jī)應(yīng)用文集.北京航空航天大學(xué)出版社,1992.2張毅剛,彭喜元.單片機(jī)原理及接口技術(shù).人民郵電出版社,2008.3胡景華,童淑敏,畢玉革,武佩.基于Proteus的溫室溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真.中國農(nóng)機(jī)化.20XX,5期.附錄：具體程序#include<AT89X51.H>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDQP3_7uintsec=00;//系統(tǒng)初始時(shí)間2014.4.1.12：00：00uintmin=00;uinthour=12;uintday=1;uintmonth=4;uintyearl=14;//低位年份可調(diào)uintyearh=20;//高位年份不可調(diào)uinttcnt;uintcursor=0;//循環(huán)變量用于調(diào)整模式時(shí)計(jì)數(shù),最大為7uchara=0xff;ucharcodeSeg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共陰數(shù)碼管數(shù)字對應(yīng)數(shù)組voiddelay<uintt>//延時(shí)函數(shù)delay{uinti;while<t-->{for<i=0;i<125;i++>;}}voidTdelay<unsignedinti>//延時(shí)函數(shù)Tdelay{ 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