PAGE單片機多功能萬年歷制作選題依據(jù)及研究意義隨著科技的快速發(fā)展，時間的流逝。從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，電子萬年歷已是一種非常廣泛日常計時工具，對現(xiàn)代社會越來越流行。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。而且數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。并且可以對室內(nèi)煤氣報警，保證了人們的人身和財產(chǎn)安全。該電路采用AT89S52單片機作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用3~5V電壓供電。它更符合消費者的生活需求！選題的研究現(xiàn)狀隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟的個人領(lǐng)域得到了廣泛的運用。單片機開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動化、機電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。在國內(nèi)：單片機的學(xué)習(xí)呈上升趨勢，但很多人學(xué)習(xí)是無頭緒，不知道從何入手，行業(yè)發(fā)展迅速，國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不斷提升。國內(nèi)企業(yè)為了獲得更大的投資收益，在生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提升，開發(fā)單片機呈必然趨勢。我國生產(chǎn)的電子萬年歷有很多，總體上來說是研究多功能電子萬年歷為主，使萬年歷除了具有原來的時間、日期等基本功能外，還具有鬧鐘，報警等功能，商家生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量、價格、實用上考慮不斷改變電子萬年歷的設(shè)計，使其更有市場。在科技發(fā)達(dá)的今天，智能化必將是以后的發(fā)展趨勢，所以開發(fā)活和學(xué)習(xí)單片機是社會發(fā)展的必然需求擬研究的主要內(nèi)容和思路本設(shè)計采用AT89S52芯片作為硬件核心，具有在線編程功能，低功耗，能于3V的超低壓工作,該芯片采用FlashROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲空間。顯示部分采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見。采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V，且采用普通32.768kHz晶振。采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。煤氣檢測傳感器我們用MQ-5在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃?xì)怏w有良好的靈敏度家庭用氣體泄漏報警器對丁烷、丙烷、甲烷的靈敏度較高工業(yè)用可燃?xì)怏w報警器長壽命、低成本便攜式氣體檢測器簡單的驅(qū)動電路即可MQ-5氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。文獻(xiàn)綜述1.引言萬年歷在我國已經(jīng)有1000多年的歷史，相傳為商朝的萬年所創(chuàng)，故為紀(jì)念他的功績而將該歷法命名為“萬年歷”。萬年歷古時通稱時憲書或通書，是按照某一特定歷法的推算法則編排年、月、日、節(jié)氣等以供查考得工具書，是人類創(chuàng)造的文化成果之一。如今隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變，尤其是單片機技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進了千家萬戶，其中電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來諸多的方便。萬年歷目前已經(jīng)不再局限于以紙張的形式出現(xiàn)，以電腦軟件或者電子產(chǎn)品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。與傳統(tǒng)萬年歷相比，電子萬年歷越來越得到大眾的青睞，采用電子時鐘作為時間顯示已經(jīng)成為一種時尚。2.電子萬年歷的設(shè)計意義及市場前景隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計時的消費需求也是越來越多。二十一世紀(jì)的今天,最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。第三次革命就是單片機數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用（電子萬年歷），使計時產(chǎn)品的走時日差從分級縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費者的生活需求。因此，電子萬年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步。目前市場上各式各樣的電子時鐘數(shù)不勝數(shù)，但多數(shù)是只針對時間顯示，功能單一，不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?。本文提出了一種基于AT89S52單片機的萬年歷設(shè)計方案，畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告本方案以AT89S52單片機為主控核心，與時鐘芯片DS1302、溫度傳感器DS18B20、按鍵、LCD顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有獨立按鍵和LCD顯示器，能顯示年、月、日、時、分、秒及星期等信息，同時用DS18B20溫度傳感器來接收外部的溫度信號，讓單片機接收并輸出電脈沖信號，在液晶顯示屏上顯示測量到的溫度，并且根據(jù)使用者的需要可以隨時對時間進行校準(zhǔn)、選擇時間等。綜上所述，此萬年歷具有讀取方便，顯示直觀，功能多樣，電路簡潔，成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。3.技術(shù)可行性隨著國內(nèi)超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一是將CPU和外圍芯片，如程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行I/O口、串行I/O口、定時/計數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個芯片之中，制成單片計算機(Single-ChipMicrocomputer)。而近年來推出的一些高檔單片機還包括有許多特殊功能單元，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，調(diào)制解調(diào)器，通信控制器，鎖相環(huán)，DMA，浮點運算單元，PWM控制輸出單元，PWM輸出時的死區(qū)可編程控制功能等。因此，只要外加一些擴展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)流水線控制系統(tǒng)、作為家用電器的主控制器、分布式控制系統(tǒng)的終端節(jié)點或作為其主控制節(jié)點起中繼的作用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)等。單片機的出現(xiàn)，并在各技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機構(gòu)成計算機應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點有關(guān)：1．單片機構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性。這些可靠性的獲得除了依靠單片機芯片本身的高可靠性以及應(yīng)用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術(shù).。2.系統(tǒng)擴展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。3.由于構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng)，相當(dāng)多的測、控功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。4．有優(yōu)異的性能、價格比。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告4.系統(tǒng)總體設(shè)計思路此設(shè)計即液晶屏上顯示年、月、日、時、分、秒及星期原理框圖如圖2.1，電路一般包括以下幾個部分：鍵盤、單片機、溫度傳感器及顯示電路。單片機單片機主控制模塊顯示模塊鍵盤模塊顯示模塊鍵盤模塊溫度采集模塊溫度采集模塊時鐘模塊時鐘模塊圖2.1單片機實現(xiàn)液晶顯示萬年歷以及溫度總框圖對于各部分：（1）為使時鐘走時與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，校時電路是必不可少的，鍵盤用來校正液晶上顯示的時間。（2）單片機通過輸出各種電脈沖信號來驅(qū)動控制各部分正常工作。（3）溫度傳感器用來測量外部的確定溫度值。（4）單片機發(fā)送到信號經(jīng)過顯示電路通過譯碼最終在液晶屏上顯示出來。5.系統(tǒng)基本方案選擇與論證5.1單片機芯片的選擇方案和論證：方案一采用89C51芯片作為硬件核心，采用FlashROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機完全兼容,但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù),當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告方案二采用AT89S52,片內(nèi)ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全該芯片內(nèi)部存儲器為8KBROM存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。綜上，選擇采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)。5.2時鐘芯片的選擇方案和論證：方案一直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。方案二采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高,位的RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓2.5V～5.5V范圍內(nèi)，2.5V時耗電小于300nA。綜上，選擇采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘功能。5.3溫度傳感器的選擇方案與論證:方案一使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行A/D轉(zhuǎn)換。。此設(shè)計方案需用A/D轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告方案二采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以去除A/D模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。綜上，選擇DS18B20作為溫度傳感器。5.4顯示模塊的選擇方案與論證：方案一使用液晶顯示屏顯示時間數(shù)字。液晶顯示屏（LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強，控制方便，時序簡單，技術(shù)成熟等特點。方案二使用傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示。數(shù)碼干具有低能耗、低損耗、壽命長、操作簡單、資源占用較少等優(yōu)點，但不如液晶顯示屏顯示得直觀清晰，而且需要占用主控制器許多端口，驅(qū)動電路也更加復(fù)雜，顯示的信息也沒有液晶的豐富。綜上，選擇LCD液晶屏作為顯示屏，本次設(shè)計選擇1602字符型液晶顯示屏。5.5鍵盤模塊的選擇方案與論證：方案一使用獨立式鍵盤。獨立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告方案二使用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點是簡單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場合。綜上，因為系統(tǒng)需要的按鍵不多，所以采用方案一獨立式鍵盤。鍵盤具體設(shè)置為三個按鍵，功能分別為狀態(tài)調(diào)整（確認(rèn)）、加一、減一。調(diào)整鍵可對萬年歷時間設(shè)置進行移位和確認(rèn)，加一鍵是對相應(yīng)調(diào)整位進行加一