毕业设计（论文）基于单片机的多功能数字钟万年历设计目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究情况 (1)1.3 设计思路与步骤 (2)1.3.1 设计思路 (2)1.3.2 主要步骤 (2)第二章系统设计方案 (3)2.1 总体设计方案 (3)2.2 系统工作原理 (4)2.3 预期功能 (4)第三章基于单片机数字电子钟的硬件设计 (5)3.1 STC90C51单片机的简介 (5)3.1.1 STC90C51的硬件结构 (5)3.1.2 STC90C51主要性能参数 (6)3.1.3 STC90C51单片机适用领域 (6)3.2 STC90C51 硬件结构 (7)3.2.1 运算器电路 (7)3.2.2控制器电路 (7)3.2.3 内部存储器 (8)3.2.4 单片机中断系统 (8)3.2.5 时钟电路 (8)3.2.6 并行串行I/O口 (9)3.2.7 STC90C51单片机引脚图 (9)3.2.8 总线 (10)3.3系统模块介绍 (10)3.3.1 开发板模块 (10)3.3.2 单片机最小系统设计 (11)3.3.3 DS1302时钟电路 (11)3.3.4 温度采集系统电路 (12)3.3.5 键盘控制系统设计 (12)3.3.6 报警电路设计 (13)3.3.7 12864液晶显示电路设计 (13)第四章数字电子钟的软件设计 (16)4.1 系统的流程 (16)4.2 测温的流程 (17)4.3 LCD显示流程 (20)4.4 时钟的设计流程 (23)第五章调试及结果分析 (28)5.1硬件调试 (28)5.2系统性能测试与功能说明 (28)5.3软件调试问题及解决 (28)结论 (30)参考文献 (31)附录 (32)附件一：实物图 (32)附件二：整机电路图 (33)附件三：外文资料与中文翻译 (34)谢辞 (46)第一章绪论1.1 课题研究的背景和意义20世纪末是电子科技高科技年代,电子科技社会的发展带来很多方便,现代电子产品已经在各领域的推广,电子科技的发展，促进了社会生产力的发展，对一些电子行业了解社会信息的轻度也增强了，在发展得同时也让新一代的电子产品对性能有了进一步提高，使科技的发展的节奏也越来越好。
数字电子钟在广大人民群众里面已经成为生活中必需的必要品，它的设涉及领域比较广,在人类的生活中已经形成一种模式，比如说，一些车站、个人家庭，还有一些公共场所，及其一些办公室用品，到处都可以见到数字电子钟。
带来极大的方便对于人们的生活。
随着数字集成电路技术是一项高新技术，使数字电子钟的精度更先进的石英技术的使用。
稳定结构,在同行业有很大的优势,其时间函数和控制功能相对先进,在各个领域的好评。
本论文设计所用到的单片机是大家经常用到的STC90C51单片机，此款单片机里面最容易见到的就是数字时序模块，它是一种对时、分、秒进行计时的一种结构，在数字电路技术中非常常见，相对于机械式时钟好得多，因为在时间准确性和外观上都占有优势，内部没有机械装置，在使用寿命上也比较长，所以在人们的生活中也有广泛的应用。
数字电子钟的计时装置是使用了数字电路中的时序计时功能，能对时、分、秒进行准确的计时。
在时间的精度上讨论，我们现在所用到的都是使用石英晶体振荡器还有数字集成电路在一起做成的数字电子时钟，它的发展及应用，逐渐使一些老式的钟表，比如：机械式钟表等等。
慢慢的逐渐的退出市场。
数字式时钟在定时功能上也有极大的发展，比如一些报警装置的定时，自动微波炉，还有一些大型设备的通断开关，广播的定时，及其各种电器设备的开关功能，等等，这些生活必需品，都是在数字电子技术为基础上发展起来的。
所以说，研究数字电子钟的发展，对人民社会大众的生活需要有极大的推动意义。
1.2 国内外研究情况上个世纪末，自从有了单片机以后，其具有的性价比较高，而且功能强大一直受到广大人民群众的青睐，其在使用范围上还有发展上都是很快的。
此款STC90C51单片机体积小,而且重量轻，在抗干扰能力上比较强，还有对环境要求不是很高，成本低,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
现在我们的生活当中各个方面都会设计到单片机，它的踪迹随处可见，所以在学习单片机上可以让这个社会有很大的提高，对于一些单片机人才将会带来极大的帮助，让他们更好的利用其价值，研究出许多为人类服务的高科技产品。
1.3 设计思路与步骤1.3.1 设计思路1．经过按键可以修改时间的设置，通过LCD显示屏对“年、月、日、星期、时、分、秒”的信息进行显示。
2．具有闹钟时间设置和闹铃功能，利用蜂鸣器进行闹铃。
当闹铃发生时，不想听到闹铃的声音，可以通过按键关闭闹铃的声音。
达到我们预期的效果。
3．利用温度传感器检测环境温度，并显示在LCD上。
1.3.2 主要步骤(1)查找资料了解当前数字电子钟的研究状况，发展前景，明确自己的论文设计方案，以及需要改进的方法。
(2)对51单片机的原理、硬件架构及实现步骤进行分析，设计电路和每部分的系统模块。
(3)对每一个部分的模块进行详细的规划，规划流程图，编写相应的程序。
(4)对单片机的功能进行调试完善。
(5)根据设计方案完成设计论文，并装订提交。
第二章系统设计方案2.1 总体设计方案单片机制作数字电子钟的有多种方法，可供选择的器件和运用的技术也有很多种。
所以，系统的总体设计方案应在满足系统功能的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要简单使用、易于实现，器件的选用着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗以及低廉的成本。
对于单片机的选择我有两个方案：方案一:采用AT51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能用于3V的超低电压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,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。
方案二:采用89C52芯片作为硬件核心,采用Flash ROM，能以3V的超低电压工作，而且与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AT89C52的功能，，由于AT89C52内部具有8KBROM存储芯片并且支持ISP在线编程，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。
因此采用51单片机作为主控芯片。
利用单片机的智能性，可方便的实现具有智能的电子钟设计。
单片机具有时钟振荡系统，利用系统时钟借助微处理器的定时器/计数器可实现电子钟功能。
然而系统时钟误差较大，电子钟的积累误差也可能较大，所以通过误差修改软件加以修正，或者在设计高精度的时钟日历芯片，以精确时间，另外很多功能不同的单片机是兼容的，这就更便于实现产品的多功能性。
本设计所采用的系统，通过单片机控制模块的设计，设定时间，温度测量模块，模块，报警模块，显示模块，键盘接口模块与其他模块，下图为STC90C51单片机电路系统的框图：STC90C516RD+最小系统日历时钟芯片温度传感器键 盘蜂鸣器LCD图2-1 系统框图2.2 系统工作原理所用的DS1302芯片是本设计核心部件，它具有串行数据传输的特点，可以对电源的断电保护起到必要的功能，对电源的可编程充电功能提供随时关闭功能。
所用到的晶振是采用普通32.768KHz 晶振。
还有用到的主要控制芯片是STC90C51作为主控芯片,时钟芯片采用具有定时功能的DS1302，等等，在通过其他软件的算法得出阴历日期可以直观的看到并显示在LCD 上。
2.3 预期功能1.LCD 显示“年、月、日、星期、时、分、秒”信息，并可通过键盘修改当前时间及年、月、日等信息；2.实现闹钟时间设置和闹铃功能，利用蜂鸣器进行闹铃。
当闹铃发生时，能够通过按键取消闹铃；3．温度传感器检测环境温度，并显示在LCD 上； 4. 显示国家法定节假日； 5. 显示姓名班级； 6. 显示年份的生肖。
第三章 基于单片机数字电子钟的硬件设计3.1 STC90C51单片机的简介STC90C51的型号单片机,内部包含4KB 可以反复擦除只读程序内存和128字节的内存。
由于多功能8位CPU 和闪存在单一芯片,ATMELAT89C51单片机的结合是一种有效的微控制器,它为许多嵌入式控制系统提供了一个高灵活性和低价格。
成品指令系统与MCS-51完全兼容;4 KB 可编程闪存;生活:写1000次/刷周期;数据保留时间:10年;所有静态工作:0至24MHZ 。
三级程序内存锁;128*8b 内部RAM;32可编程I/O 端口线;两个16位定时器/计数器。
五个中断源;可编程串行UART 通道;可编程串行UART 通道;一个芯片上的振荡器和断电保护模式。
3.1.1 STC90C51的硬件结构STC90C51单片机内部包括一个8位CPU ；两个16位定时器/计数器。
64千字节扩展总线控制电路;可编程串行接口;5个中断源,包括两个嵌套优先级中断模块等。
下图是STC90C51单片机芯片内部结构原理图：端口0驱动器端口2驱动器RAM（128×8）端口0锁存器端口2锁存器ROM （4K ×8）程序地址寄存器缓冲器PC 加1寄存器程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指示器SPPCON SCON TMODTCONTH0TL0TH1TL1SBUF （TX ）SBUF（RX ）IE中断、串行口和定时器RAM 地址寄存器ACCB 寄存器ALU状态寄存器暂存器2暂存器1定时与控制指令寄存器端口1锁存器端口3锁存器端口1驱动器端口3驱动器XTAL1XTAL2P 0.0～P 0.7P 2.0～P 2.7P 1.0～P 1.7P 3.0～P 3.7ALE RSTPSEN EA Vcc Vss（＋5V ）图3-1 STC90C51单片机芯片内部结构原理图3.1.2 STC90C51主要性能参数本设计所采用的STC90C516RD单片机是一种高科技的具有许多先进功能的单片机，传统指令代码是完全兼容8051单片机。
以下为STC90C51单片机的功能特性：1.提高6钟/机器周期。
2.工作电压:5.5V。
3.操作频率范围:0-40 MHZ。
4.4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/ 61K/字节5.片上集成 1280字节/512/256字节 RAM6.EEPROM 功能7.看门狗8.内部集成MAX810特殊复位电路,外部晶体在１２兆以下,外部复位电路能省掉,复位脚可以直接接地。
9.总共3个16位定时器/计数器和定时器0也可以用作两个8位定时器10.外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断,断电模式可以通过外部中断触发低电平中断模式11.通用异步串行端口(UART),还可以使用计时器软件实现多个UART12.工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃3.1.3 STC90C51单片机适用领域STC90C51系列的单片机具有抗干扰能力强等特点,它采用的是新一代的加密技术,防止代码单片机被破解。