本科毕业论文---电气自动化(1)(2)

江西理工大学专科毕业论文

4.3.1 调试结果分析…………………………………………………………………………29 4.3.2 调试结论………………………………………………………………………………29 五、论文总结 ……………………………………………………………30 参考文献…………………………………………………………………30 附录一：系统电路图…………………………………………………………31 附录二：系统程序清单 ……………………………………………………32 致谢 …………………………………………………………………50

前言

随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。

二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子数字钟—电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，这种数字钟的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步… …。

本文通过对一个能实现按键开关可调整年、月、日、周、时、分、秒，且具有测温功能、定点报时的24小时制的时间系统的设计学习，详细介绍了单片机应用中的定时中断原理、数码管显示原理、动态扫描显示原理等，进一步学习、应用单片机汇编语言系统的实现了各种功能。从而使自身明白使用单片机汇编语言和C语言之间的效率、整体性问题。系统由单片机、独立式按键、时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器等部分构成，能实现24小时制年、月、日、周、时、分、秒等时钟显示。同时也可进行年、月、日、周、时、分、秒的校准、定点报时和LED数码管显示。

一、设计要求与方案论证 1.1设计目的与意义

（1）在学习了《数字电子技术》和《单片机原理及接口技术》课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的经验让学生接触专用时钟芯片DS1302，并会用DS1302芯片开发时钟系统，应用到其他系统中去。熟悉WAVE软件调试程序和仿真. （2）、通过实验提高对单片机的认识；

（3）通过实验提高焊接、布局、电路检查能力； （4）、通过实验提高软件调试能力；

（5） 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。

（6） 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表

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关电路参数的计算方法。

（7）通过实际程序设计和调试，逐步掌握系统化程序设计方法和调试技术。 （8） 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。

1.2 设计要求：

① 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能； ② 时间与阴、阳历能够自动关联；

③ 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；

1.3 系统基本方案探讨 1.3.1主控制芯片的选择方案探讨：

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, 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行硬件与软件调试时，由于对程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，调试麻烦，并且这样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，具有3个16位定时器/计数器，8个中断源，同样具有AT89C51的功能，且具有ISP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。使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

可见AT89S52更能满足各方面的设计要求，减少不必要的麻烦，所以选择采用AT89S52作为主控制系统.

1.3.2时钟芯片的选择方案探讨：

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。设计的数字钟误差不能太大，所以不采用此方案。 方案二：

可以采用DS1302时钟芯片， DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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，而且精度高 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。 但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 所以采用DS1302时钟芯片，更加可靠，稳定。

1.3.3显示系统选择方案探讨：

方案一：

采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大, 需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动电路和微处理器接口的液晶显示系统（字符或点阵），可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但是这次设计显示主要是数字，没有大量文字,图形显示,并且价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不会采用LED液晶显示屏. 方案二：

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。 综上所述，所以采用了LED数码管作为显示。

1.3 电路设计最终方案决定

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