開題報告-基于pic單片機的電子萬年歷設計.doc

《開題報告-基于pic單片機的電子萬年歷設計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《開題報告-基于pic單片機的電子萬年歷設計.doc（11頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

南 京 理 工 大 學 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 電子信息工程 設計(論文)題目： 基于單片機的電子萬年歷設計 指 導 教 師: 2013 年 3 月 7 日  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1.引言 萬年歷在我國已經有上千年的歷史，萬年歷古時通稱時憲書或通書，是按照某一特定歷法的推算法則編排年、月、日、節(jié)氣等以供查考得工具書，是人類創(chuàng)造的文化成果之一。 隨著電子技術的迅速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的出現，給人類生活帶來了根本性的改變，尤其是單片機技術的應用產品已經走進了千家萬戶，而電子產品形式出現的電子萬年歷也成為一種為大眾所廣泛使用日常計時工具。與傳統(tǒng)萬年歷相比，電子萬年歷更符合消費者的生活需求 ，它可以對年、月、周、日、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償等多種功能，而且使用壽命長，誤差小，也因此越來越得到大眾的青睞。 2.電子萬年歷的設計意義 隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準數字計時的消費需求也是越來越多。21世紀的今天,最具代表性的計時產品就是電子萬年歷，它的出現被譽為世界鐘表業(yè)界的第三次革命。它使計時產品的走時日差從分級縮小到 1/600 萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(fā)展為人們日常更為熟悉的夜光數字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費者的生活需求。因此，可以這樣說:電子萬年歷的出現帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步。 近年來電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的物品，其廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等 公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來了極大的方便。隨著技術的發(fā)展，人們已不再滿足于鐘表原先簡單的計時功能，希望出現一些新的功能，諸如日歷的顯示、鬧鐘的應用等，以帶來更大的方便，而所有這些又都是以數字化的電子時鐘為基礎的。因此，研究實用電子時鐘及其擴展應用有著非?，F實的意義，具有很大的實用價值。 3.電子萬年歷的市場前景 電子萬年歷是現代社會中的主要計時工具之一，廣泛應用于社會生活需要的各個方面。但目前市場上各式各樣的LCD電子鐘大多數用全硬件電路實現，電路結構復雜，功率損耗大等缺點。因此有必要對電子鐘進行改進。電子鐘的設計方法有多種，例如，基于微機系統(tǒng)的數字時鐘設計，基于VHDL數字時鐘的設計，還可用中小規(guī)模集成電路實現，也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的電路組成，及利用單片機來實現電子鐘等等。這些方法都各有特點，其中，利用單片機實現的電子萬年歷具有編程靈活，功能便于擴展，精確度高等特點與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。 利用單片機技術設計制作的電子萬年歷, 可以很方便的由軟件編程進行功能的調整和改進,使其在能夠準確顯示年、月、日、時間、星期的同時,還能具有很多其他的功能。商家生產的電子萬年歷更從質量、價格、實用上考慮不斷改變電子萬年歷的設計，使其更有市場。如設定鬧鐘、語音報時、閏年補償、溫濕度顯示等有一定的新穎性和實用性，同時體積小、攜帶方便，使用也更為方便，具有技術更新周期短、成本低、開放靈活等優(yōu)點，具備一定的市場前景。 4. 系統(tǒng)設計及仿真工具 在電路系統(tǒng)設計中，通常采用“計算機仿真技術”作為重要的前期設計手段。計算機仿真具有設計靈活，結果、過程的統(tǒng)一的特點。可使設計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。因此采用Proteus 軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設計。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。 課程設計、畢業(yè)設計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺,有利于培養(yǎng)學生的電路設計能力及仿真軟件的操作能力。 5.系統(tǒng)總體設計思路 本課題立足于一個具體的制作實例，即以單片機為控制核心的電子萬年歷的設計與制作。通過查找相關資料文獻、分析電子萬年歷系統(tǒng)設計功能，確定系統(tǒng)設計方案。 此設計即液晶屏上顯示年、月、日、時、分、秒及星期原理框圖如圖1，電路一般包括以下幾個部分：鍵盤、單片機、溫度傳感器及顯示電路。 系統(tǒng)框圖如下： 圖 1單片機實現液晶顯示萬年歷以及溫度總框圖 對于各部分： (1) 為使時鐘走時與標準時間一致，校時電路是必不可少的，鍵盤用來校正液晶上顯示的時間。 (2) 單片機通過輸出各種電脈沖信號來驅動控制各部分正常工作。 (3) 溫度傳感器用來測量外部的確定溫度值。 (4) 單片機發(fā)送到信號經過顯示電路通過譯碼最終在液晶屏上顯示出來 本設計選擇采用PIC16F877A作為主控制系統(tǒng)，因為儲存液晶的字庫需要較大的存儲空間，而該芯片內部存儲器為8KB ROM 存儲空間，足以滿足使用要求，且該芯片端口多，功能全。 采用KS0108系列液晶顯示屏作為顯示模塊：因為其可顯示文字，清晰可見，讀取時間比較直觀，而且體積較小，使用方便，性價比高,指令簡單，更容易滿足對于電路更加簡潔的要求。 采用DS1302時鐘芯片實現時鐘：因為DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，它可以儲存從2000-2099年的日歷及實時時鐘，可以很方便地讀寫。同時能自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償的年進行計數，而且精度高，工作電壓2.5V～5.5V范圍內，2.5V時耗電小于300nA。 采用數字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數字式傳感器而且僅需要一條數據線進行數據傳輸，易于與單片機連接，可以避免A/D模數轉換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。 電路設計最終方案決定 綜上所述, 采用PIC16F877A作為主控制系統(tǒng)，KS0108液晶顯示器作為顯示設備，DS1302提供時鐘電路，DS18B20作為數字式溫度傳感器，再加上多個獨立按鍵，即可組成一個完整的萬年歷系統(tǒng)，如下圖所示： 獨立式鍵盤模塊 PIC16F877A 主控制模塊 KS0108液晶屏顯示模塊 DS18B20溫度采 集模塊 DS1302時鐘模塊 圖2 基于芯片PIC16F877A萬年歷系統(tǒng)的框圖 6.主要參考文獻： [1] 官騰．陳達. 淺析電子萬年歷設計. 計算機光盤軟件與應用，2011，05. [2] 滕振芳. 張昆. 基于單片機的電子萬年歷的設計. Value Engineering，2010，06. [3] 代啟化. 基于. Proteus的電路設計與仿真[J].現代電子技術，2006，234（19）：82-84. [4]羅翼，張宏偉.PIC單片機應用系統(tǒng)開發(fā)實例[M].北京：中國電力出版社，2005. [5] 武衛(wèi)強. 許西文. 基于AT89C52的萬年歷掛鐘的設計. 科技資訊，2011，11（a）. [6]肖婧.單片機入門與趣味實驗設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008. [7] 王來志.王小平. AT89C51單片機的萬年歷設計與Proteus仿真. 工程技術，2011. [8]周潤景，徐宏偉，丁莉.單片機電路設計、分析與制作[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010. [9] 李學海．PIC單片機原理[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2004． [10] 何此昂. 鄧穎. Microchip PIC24系列單片機原理與程序設計[M]. 北京：人民郵電出版社，2011. [11]李榮正，劉啟中，陳學軍.PIC單片機原理及應用（第3版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006. [12] Microchip Technology Inc. PIC24FJ128GA010 系列數據手冊. [13] 深圳漢昇實業(yè)有限公司. KS0108 控制器系列液晶模塊使用說明書. [14] Microchip Technology Inc. TC1047A數據手冊. [15] [意]Lucio Di Jasio.李中華.張雨濃.黃小紅.譯. 16位單片機C語言編程：基于PIC24 ．北京：人民郵電出版社，2010．  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一、設計（論文）主要研究的內容、預期目標： 1. 研究的內容 本設計為軟件、硬件相結合的一組設計。采用軟件和硬件結合的方法，控制數碼管輸出，分別顯示年、月、日、時、分、秒。主要任務分為以下兩部分： (1) 電子萬年歷系統(tǒng)的設計：主要包括系統(tǒng)方案設計，原理框圖設計，硬件原理電路圖設計，軟件程序設計。 (2) 電子萬年歷系統(tǒng)的硬件設計與軟件系統(tǒng)設計：主要包括硬件部分的處理器模塊（單片機選型），溫度采集模塊；時鐘、溫度顯示電路模塊；萬年歷鍵盤調整模塊；供電模塊；以及軟件部分的系統(tǒng)及程序設計。 2. 預期目標 設計一個基于單片機的電子萬年歷，主要的功能和具體的性能指標如下： (1) 實現年、月、日、星期、時、分、秒進行計時及顯示、時間與陰陽歷能夠自動關聯等功能； (2) 可以通過按鍵設置年、月、日及星期； (3) 能檢測環(huán)境溫度； (4) LED數碼管顯示年、月、周、日、時、分、秒、環(huán)境溫度 二、設計（論文）的研究重點及難點 重點：1. 選擇合適的單片機處理器和各種功能模塊以達到實際要求 2. 軟件程序的編寫 難點：1. 硬件電路的設計 2. 軟件程序的設計 三、設計（論文）研究方法及步驟（進度安排）： 1．研究方法； 本設計主要采用文獻查詢和實驗驗證相結合的方法。主要包括系統(tǒng)方案設計，原理框圖設計，硬件原理電路設計和軟件程序設計，然后通過計算機仿真和軟件程序的調試驗證設計方案是否達到目的。 2．進度安排： 1. 2013-01-01—2013-03 -10 查閱文獻，系統(tǒng)總體框架設計，書寫開題報告； 2. 2013-03-11—2012 -03-31 硬件電路設計與硬件仿真； 3. 2013-04-01—2013-04-20 軟件設計與軟件仿真； 4. 2013-04-21—2013-05-10 系統(tǒng)調試； 5. 2013-05-11—2013-06-01 整理文檔，撰寫論文，準備答辯。 四、進行設計（論文）所需條件： 1. 互聯網上搜索學習與選題有關的專業(yè)知識； 2. 仿真調試軟件 PROTUES及PROTEL軟件； 3. 相關元器件技術手冊； 4. 各種專業(yè)刊物和專業(yè)書籍等參考資料； 5. 與導師密切配合。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日