合肥学院本科生毕业设计（论文）开题报告
                                                            2012-4-9 
学生姓名
夏洋
学号
0806011019
专业
机械设计制造及自动化
题目名称
单片机应用系统开发
——实时日历和时钟的显示
课题来源
老师选
主
要
内
容
一、课题的目的和意义
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间、日历，调整时间、日历，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。
电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先简单的报时功能，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此，研究实用电子钟及其扩展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。 在此项目的设计研究过程中需综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、微机原理等课程的知识，掌握实用电子钟的设计、组装与调试方法，利用现代的单片机等新电子技术以及现代的设计手段，系统地培养了综合设计、操作调试、故障处理的能力，达到综合素质以及创新能力的提高。
二、课题主要内容
1设计要求
日历时钟由LED数码管显示，数码管初始时间显示的是年、月、日、星期、小时.分钟.秒，时间信息的调控，可以通过键盘调节显示日历时间为当前准确的数据 。课题需要完成单片机与时钟芯片之间的通信，以及单片机对调时键盘的扫描，以及控制显示电路进行时间显示功能。
2方案论证
①单片机芯片的选择方案和论证：
方案一:
采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
方案二:
  采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。
所以选择采用AT89S52作为主控制系统.
②显示模块选择方案和论证：
方案一：
  采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏.
方案二：
    采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.
方案三：
采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。
所以采用了LED数码管作为显示。由74LS138译码器对数码管进行驱动。
③时钟芯片的选择方案和论证：
方案一：
  直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。
方案二：
  采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300mA.
综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89S52作为主控制系统; DS1302提供时钟;LED数码管动态扫描作为显示。
3系统设计
⑴硬件设计
1 电路设计框图
AT89S52
主控制模 块
②系统硬件概述
本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；显示部份由15个数码管，74ls138、74ls47译码器构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。
⑵软件设计
目前存在4种编程语言支持单片机，既汇编语言，PL/M语言，C语言和BASIC语言。其中汇编语言和C语言运用的比较广泛，结合本系统的特点，这里选用了功能强，效率高的C51高级语言。C51语言主要有以下特点：寄存器分配，不同存储器的寻址及数据类型可由编译器管理；程序有规范的结构，可分为不同的函数，这种方式可使程序结构化；编程及程序调试时间显著缩短，从而缩短开发周期，提高作用效率；提供的库包含许多子程序，具有较强的数据处理能力。
  系统程序设计中采用了流行的模块编程方法，每一个功能程序模块都能完成某一明确的任务，实现具体的某个功能，如单片机与时钟芯片的信息转换，数码管显示，键盘等。实际的应用程序一般由一个主程序和多个子程序构成。采用模块化的程序设计方法有以下优点：单个模块结构的程序功能单一，因而易于编写，调试和修改：便于分工，可由多个程序员同时进行编写调试；程序可读性好，便于功能扩充和版本升级；程序的修改可局部进行，使用频繁的子程序可以汇编成子程序库，以便于多个模块调用等。
采取的主要技术路线或方法
采取的主要技术路线                 
1. 收集、查阅相关技术资料，消化吸收，融会贯通，形成多种方案，设想、并分析选择出较合理的方案。
2. 对方案进行分析对比作出选择，选择最优的进行设计。
3. 运用软件工程设计理论及面向对象软件设计方法进行需求分析和详细设计。采用标准化程度高、程序可移植性好的语言，以使所开发的软件将来能够移植到不同的硬件环境下运行。
4. 用统一标准的格式书写源程序清单，改进程序的可读性。
预期的成果及形式
1．实习报告一份（与论文合订）。
c语言编译器在线编译闰年
2．开题报告一份
3. 设计说明书一份，含目录、中外文摘要(中文摘要字数应在400字左右)、正文（包括前言、论文主体、结论。字数至少在10000字以上）、参考文献、关键词3~5个。
4.  运用一门外语翻译与课题相关的外文资料，字数在3000汉字以上。
5.  提交设计部分的硬件电路图和单片机系统设计的软件源码，以及能够正常工作的单片机系统电路板。
时间安排
第1周
毕业实习
第2周
查资料，写开题报告，构思整体方案，细化设计目标。
第3—4周
设计电路与设计源程序。
第5—7周
系统调试。
第8—11周
完成电路原理图，接线图，布置图，书写设备使用说明书。
第12—13周
撰写毕业论文，毕业设计答辩
备注
参考文献：
[01] 何宏主编. 单片机原理与接口技术. 北京：国防工业出版社. 2006.07
[02] 杨西明, 朱骐主编 . 单片机编程与应用入门. 北京:机械工业出版社 .2004.06
[03] 先锋工作室编著. 单片机程序设计实例. 北京: 清华大学出版社 .2003.01
[04] 谢宜仁主编 . 单片机实用技术问答. 北京: 人民邮电出版社 . 2003.02
[05] 孙江宏,李良玉等编著. Protel99电路设计与应用. 北京:机械工业出版社. 2004.07
[06] 房小翠,王金凤编著. 单片机实用系统设计技术. 北京: 国防工业出版社 . 1999.06
[07] 各种网络教程及其他

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