实时日历时钟显示系统1.doc

武汉理工大学华夏学院 信息工程课程设计报告书 课 程 名 称 智能仪器设计基础 课程设计总评成绩 学生姓名、学 号 学 生 专 业 班级 指 导 教 师 姓名 课程设计起止日期 2012.6.11~2012.6.22 课程设计基本要求 课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力报告报告报告报告报告报告报告利用实验室可以提供的设备平台、仪器仪表、常见芯片，一、课程设计项目名称 实时日历时钟显示系统 二、项目设计目的及技术要求 1．在 51 单片机系统中设置、获取、记录实时的日历时钟信息并通过 LED 显示或 LCD 显示。 2. 能够进行长时间的记录，并且存储的时间信息在掉电情况下能长期保存。 3. 初始的时间信息要求用户用键盘输入或通过 PC 机和单片机的串口通信来设置。 4. 利用已有设备进行安装调试 。三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图 ) 1.可行性方案 1.1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超低压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全兼容，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，不需要对芯片的多次拔插，所以不会对芯片造成一定的损坏。 1.2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。 1.3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，工作电压2.5V~5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA. 1.4电路设计最佳方案确定 综上各方案所述，对此次课程设计的方案选定：以单片机AT89S52为主控制器， 时间数据是通过时钟芯片DS1302来读取，并通过LED 数码管显示出来，并用键盘来完成对当前时间的调整。 2.硬件设计 2.1电路设计框图 图1电路设计 2.2系统概述 本电路是有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，他是一种高性能，低功耗，带RAM的实时时钟电路，它可以对年，月，日，周日，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。具有掉电自动保存功能；显示部分由15个数码管，74HS138,74LS244构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。 2.3电源设计 在这里因设计分工和侧重点不同，电源模块用通用的5V变压器。 2.4单片机的复位电路 图2 手动复位电路 在系统运行的过程中，有时可能对系统需要进行复位，为了避免对硬件系统经常加电和断电造成的损害，设计了手动的复位电路。如图2所示。这种电路的设计，在系统的运行过程中需要复位时，只需使开关闭合，在RST