1、学号 10211807428 毕 业 设 计（ 论 文 ） 基于 DS1302 实时日历时钟显示系统的设计 教 学 系 ： 电子信息工程 指导教师： 熊利祥 专业班级： 电信 1074 学生姓名： 李琦 二零一一 年 六 月 毕业设计 (论文 )任务书 学生姓名 李琦 专业班级 电信 1074 指导教师 熊利祥 工作单位 信息工程系 设计 (论文 )题目 : 实时日历时钟显示系统的设计 设计（论文）主要内容： 在实时监控系统的设计中，要求各个控制信号进行实时监测，更重要的是在发生故障的情况下准确记录故障数据，以便准确分析排除错误。此外，在单片机的应用系统中，常常需要记录实时的时间信息并长期保存
2、。为了达到上述的目的，必不可少地就需要实时时钟的参与和配合。然而，通常用的单片机没有实时时钟部件，如果需要此功能就得使用定时器来实现，而一旦系统掉电时钟就不能运行，这在需要实时时钟的系统中是不允许的，即便使用备用电池，通用单片机系统的较大功率也坚持不了 多久。而采用独立运行的实时时钟，就可避免不少麻烦，同时配合相应的软件就可以有效地完成所要达到的目的。本设计要求学生设计一个实时日历时钟显示系统，要求满足的功能要求如下： （ 1）可以准确地显示背景时间（时、分、秒）及公历日期（年、月、日、星期）。 （ 2）该系统存储的时间信息在掉电的情况下至少保存 10 年。 （ 3）日历时钟信息通过数码管进行
3、实时显示。 （ 4）为系统的显示装置设计驱动电路，以提高数码管的显示亮度。 （ 6）时间显示可以选择 24 小时模式或带有“ PM”和“ AM”指示的 12 小时模式。 要求完成的主要任务及其 时间安排 : 任务要求： （ 1）查阅不少于 12 篇的相关资料，其中英文文献不少于 2 篇； （ 2）查阅相关资料，提出出设计方案 ,完成开题报告； （ 3）完成实时日历时钟显示系统的硬件和软件设计 （ 4）在 proteus 中对系统或相关环节进行调试、仿真或试验，验证设计的正确性、可行性。 （ 5）完成毕业设计论文。 时间安排： 1 2 周 查阅相关资料 3 周 写开题报告 4 5 周 设计总体方
4、案 6 9 周 进行硬件和软件的设计 10 11 周 调试测试 12 14 周 撰写论文 15 周 毕业答辩 必读参考资料： （ 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）李朝青 .单片机原理及接口技术 M.北京：北京航空航天大学出版社， 2003 （ 3）戢卫平、胡耀辉 . 单片机系统开发实例经典 M.北京：冶金工业出版社， 2006 （ 4）杨辉先 .单片机原理及应用 M.北京：人民邮电出版， 2006 （ 5）杨国田，白焰，董玲 . 51 单片机实用 C 语言程序设计与典型实例 M.北京： 中国电力 出版社 ， 2009 指导教师
5、签名： 教研室主任签名： 盖章 毕业设计 (论文 )开题报告 题目 实时日历时钟显示系统的设计 1目的及意义 （含国内外的研究现状分析）： 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时 检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于手机，电脑，汽车等社会生活需要的各个方面，及对时间有要求的场合。本设计采用 AT89C51 单片机作为主要核心部件，附以上电复位电路，时钟电路及
6、按键调时电路组成。 数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟 ；还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活， 功能便于扩展 ，精确度高等特点。该系统实用性强、操作简单、扩展性强。 2国内研究概况 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。单片机具有体积小、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。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个
7、领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯 与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，录象机、摄象机，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共 场所
8、使用 LCD 数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的 LCD 数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进 。 3基本内容和技术方案： 在本次设计中，要求用 c51 单片机系统和 LED 显示屏显示日历和时间，在保证时间正常显示的前提下，能对时间进行调整。此外，由于在单片机的应用系统中，常常需要记录实时的时间信息并长期保存。所以在单片机系统外加一个时钟芯片，同时配合相应的软件就可以有效地完成所要达到的目的。本设计能实现的功能如下： （ 1）可以准确地显示背景 时间（时、分、秒）及公历日期（年、月、日、星期）。 （ 2）该系统存储的
9、时间信息在掉电的情况下至少保存 10 年。 （ 3）日历时钟信息通过数码管进行实时显示。 （ 4）为系统的显示装置设计驱动电路，以提高数码管的显示亮度。 （ 6）时间显示可以选择 24 小时模式或带有“ PM”和“ AM”指示的 12 小时模式。 4进度安排： （ 1）硬件设计 (第 4， 5 两周 ) （ 2）软件设计（第 6， 7 两周） （ 3）系统调试（第 8 两周） （ 4）撰写论文（第 9 两周） 5指导老师意见： 指导教师签名： 年 月 日 注： 1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成； 2设计的目的及意义至
10、少 800 字，基本内容和技术方案至少 400 字； 3指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。 郑 重 声 明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加 以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 目 录 摘 要 . 1 ABSTRACT. 2 1 绪论 . 3 1.1 数字电子钟的背景 . 3 1.2 数字电子钟 的意义 . 3 1.3 数字电子钟
11、的应用 . 3 2 实时日历电子钟的总体设计 . 4 2.1 系统概述 . 4 2.2 方案选择 . 4 2.2.1 方案 1 基于 AT89C51 单片机的电子万年历设计 . 4 2.2.2 方案 2 基于 DS1302 的电子万年历设计 . 4 3 系统硬件电路的设计 . 6 3.1 系统核心部分 闪电存储型器件 AT89C51. 6 3.1.1 AT89C51 具有下列主要性能： . 6 3.1.2 AT89C51 的引脚及功能 . 6 3.2 DS1302 时钟电路 . 8 3.2.1 DS1302 芯片介绍 . 8 3.2.2 DS1302 的应用 .12 3.3 液晶显示电路 .1
12、2 3.3.1 液晶显示控制驱动器 HD44780 的特点 .12 3.3.2 液晶显示控制驱动器 HD44780 的引脚功能 .13 3.3.3 液晶显示控制驱动器 HD44780 的指令系统 .13 3.3.4 LM041L 的电路结构特点 .16 3.3.5 LM041L 的应用 .16 3.4 键盘电路 .17 3.5 闹铃电路 .17 4 系统程序的设计 .19 4.1 时间程序的设计 .19 4.2 时间调整程序设计 .19 4.3 闹钟程序设计 .20 5 测试结果 .22 6 结论 .23 参考文献 .24 附录 1：实时日历电子钟设计电路原理图 .25 附录 2：主程序 .2
13、6 致 谢 .46 摘 要 在日新月异的 21 世纪里，家 用 电 子产品得到了迅速发展 。 许多家电 设备都 趋于人性化、 智能化 ，这些电器设备大部分都含有 CPU 控制器 或者是 单片机。 单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。 用单片机来控制的小型家电产品 具有便携实用，操作简单的特点。 本文设计的电子万年历属于小型智能家用电子产品。利用单片机进行控制，
14、实时时钟芯片 DS1302时钟芯片进行记时，外加 存储电路和显示电路，可实现时间的调整和显示。 电子万年历 既可广泛应用于家庭 ,也可应用于银行、邮电、宾馆、 医院 、学校、企业、商店 等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。 因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。 关键词： 单片机 ； DS1302； 智能 ABSTRACT In the rapidly changing 21st century, home electronics products have been developed rapidly. Many household appliances have tend
15、ed to be humane, intelligent, most of which containing CPU controller or microcontroller. In recent years,Microcontroller has been the rapid development and large-scale promotion with its high reliability, high cost, low voltage, low power consumption and a series of advantages. It has been widely u
16、sed in industrial control systems, communications equipment, everyday consumer products and toys. In addition it has gone deep into all aspects of industrial production and every aspect of peoples lives, such as plant assembly line control, automation systems, intelligent home appliances (refrigerat
17、ors, air conditioners, color TV). Using a microcontrollercontrolling of small home appliance product has portable practical, simple operation characteristic. The paper presents the design of electronic calendar belongs to a small intelligent household electronics.Using single-chip microcomputer cont
18、rol, real-time clock chips DS1302 for timing, plus off electricity storage circuit and display circuit,it can realize the time of adjustment and display.It is not only widely used in household electronic calendar ,but also be used in banking, telecommunications, hotels, hospitals, schools, businesses, shops, halls and other related industries, the unit conference room, concierge and other places. Thus, this design has very important practical significance and practical value. Key words: Microcontroller; DS1302; intelligent
