开题报告-基于pic单片机的电子万年历设计.doc

南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：电子信息工程设计(论文)题目：基于单片机的电子万年历设计指 导 教 师: 2013 年 3 月 7 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述 1.引言万年历在我国已经有上千年的历史，万年历古时通称时宪书或通书，是按照某一特定历法的推算法则编排年、月、日、节气等以供查考得工具书，是人类创造的文化成果之一。随着电子技术的迅速发展，特别是大规模集成电路的出现，给人类生活带来了根本性的改变，尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户，而电子产品形式出现的电子万年历也成为一种为大众所广泛使用日常计时工具。与传统万年历相比，电子万年历更符合消费者的生活需求 ，它可以对年、月、周、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且使用寿命长，误差小，也因此越来越得到大众的青睐。2.电子万年历的设计意义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。21世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历，它的出现被誉为世界钟表业界的第三次革命。它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，可以这样说:电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。近年来电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，其广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等 公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先简单的计时功能，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示、闹钟的应用等，以带来更大的方便，而所有这些又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此，研究实用电子时钟及其扩展应用有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。3.电子万年历的市场前景电子万年历是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于社会生活需要的各个方面。但目前市场上各式各样的LCD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。因此有必要对电子钟进行改进。电子钟的设计方法有多种，例如，基于微机系统的数字时钟设计，基于VHDL数字时钟的设计，还可用中小规模集成电路实现，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电路组成，及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万年历具有编程灵活，功能便于扩展，精确度高等特点与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观等优点，因而得到广泛应用。 利用单片机技术设计制作的电子万年历, 可以很方便的由软件编程进行功能的调整和改进,使其在能够准确显示年、月、日、时间、星期的同时,还能具有很多其他的功能。商家生产的电子万年历更从质量、价格、实用上考虑不断改变电子万年历的设计，使其更有市场。如设定闹钟、语音报时、闰年补偿、温湿度显示等有一定的新颖性和实用性，同时体积小、携带方便，使用也更为方便，具有技术更新周期短、成本低、开放灵活等优点，具备一定的市场前景。4. 系统设计及仿真工具在电路系统设计中，通常采用“计算机仿真技术”作为重要的前期设计手段。计算机仿真具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。因此采用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计。 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台,有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力。5.系统总体设计思路本课题立足于一个具体的制作实例，即以单片机为控制核心的电子万年历的设计与制作。通过查找相关资料文献、分析电子万年历系统设计功能，确定系统设计方案。此设计即液晶屏上显示年、月、日、时、分、秒及星期原理框图如图1，电路一般包括以下几个部分：键盘、单片机、温度传感器及显示电路。系统框图如下：图 1单片机实现液晶显示万年历以及温度总框图对于各部分：(1) 为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正液晶上显示的时间。(2) 单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。(3) 温度传感器用来测量外部的确定温度值。(4) 单片机发送到信号经过显示电路通过译码最终在液晶屏上显示出来本设计选择采用PIC16F877A作为主控制系统，因为储存液晶的字库需要较大的存储空间，而该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，足以满足使用要求，且该芯片端口多，功能全。采用KS0108系列液晶显示屏作为显示模块：因为其可显示文字，清晰可见，读取时间比较直观，而且体积较小，使用方便，性价比高,指令简单，更容易满足对于电路更加简洁的要求。采用DS1302时钟芯片实现时钟：因为DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，它可以储存从2000-2099年的日历及实时时钟，可以很方便地读写。同时能自动对秒、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2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA。采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以避免A/D模数转换模块，降低硬件成本，简化系统电路。 电路设计最终方案决定综上所述, 采用PIC16F877A作为主控制系统，KS0108液晶显示器作为显示设备，DS1302提供时钟电路，DS18B20作为数字式温度传感器，再加上多个独立按键，即可组成一个完整的万年历系统，如下图所示：独立式键盘模块PIC16F877A主控制模块KS0108液晶屏显示模块DS18B20温度采集模块DS1302时钟模块图2 基于芯片PIC16F877A万年历系统的框图6.主要参考文献：1 官腾陈达. 浅析电子万年历设计. 计算机光盘软件与应用，2011，05.2 滕振芳. 张昆. 基于单片机的电子万年历的设计. Value Engineering，2010，06.3 代启化. 基于. Proteus的电路设计与仿真J.现代电子技术，2006，234（19）：82-84.4罗翼，张宏伟.PIC单片机应用系统开发实例M.北京：中国电力出版社，2005.5 武卫强. 许西文. 基于AT89C52的万年历挂钟的设计. 科技资讯，2011，11（a）.6肖婧.单片机入门与趣味实验设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2008.7 王来志.王小平. AT89C51单片机的万年历设计与Proteus仿真. 工程技术，2011.8周润景，徐宏伟，丁莉.单片机电路设计、分析与制作M.北京：机械工业出版社，2010.9 李学海PIC单片机原理M北京：北京航空航天大学出版社，200410 何此昂. 邓颖. Microchip PIC24系列单片机原理与程序设计M. 北京：人民邮电出版社，2011. 11李荣正，刘启中，陈学军.PIC单片机原理及应用（第3版）M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.12 Microchip Technology Inc. PIC24FJ128GA010 系列数据手册.13 深圳汉昇实业有限公司. KS0108 控制器系列液晶模块使用说明书.14 Microchip Technology Inc. TC1047A数据手册.15 意Lucio Di Jasio.李中华.张雨浓.黄小红.译. 16位单片机C语言编程：基于PIC24 北京：人民邮电出版社，2010 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、设计（论文）主要研究的内容、预期目标： 1. 研究的内容本设计为软件、硬件相结合的一组设计。采用软件和硬件结合的方法，控制数码管输出，分别显示年、月、日、时、分、秒。主要任务分为以下两部分：(1) 电子万年历系统的设计：主要包括系统方案设计，原理框图设计，硬件原理电路图设计，软件程序设计。(2) 电子万年历系统的硬件设计与软件系统设计：主要包括硬件部分的处理器模块（单片机选型），温度采集模块；时钟、温度显示电路模块；万年历键盘调整模块；供电模块；以及软件部分的系统及程序设计。 2. 预期目标设计一个基于单片机的电子万年历，主要的功能和具体的性能指标如下：(1) 实现年、月、日、星期、时、分、秒进行计时及显示、时间与阴阳历能够自动关联等功能；(2) 可以通过按键设置年、月、日及星期；(3) 能检测环境温度；(4) LED数码管显示年、月、周、日、时、分、秒、环境温度二、设计（论文）的研究重点及难点重点：1. 选择合适的单片机处理器和各种功能模块以达到实际要求2. 软件程序的编写难点：1. 硬件电路的设计2. 软件程序的设计三、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：1研究方法；本设计主要采用文献查询和实验验证相结合的方法。主要包括系统方案设计，原理框图设计，硬件原理电路设计和软件程序设计，然后通过计算机仿真和软件程序的调试验证设计方案是否达到目的。2进度安排：1. 2013-01-012013-03 -10 查阅文献，系统总体框架设计，书写开题报告；2. 2013-03-112012 -03-31 硬件电路设计与硬件仿真；3. 2013-04-012013-04-20 软件设计与软件仿真；4. 2013-04-212013-05-10 系统调试；5. 2013-05-112013-06-01 整理文档，撰写论文，准备答辩。四、进行设计（论文）所需条件：1. 互联网上搜索学习与选题有关的专业知识；2. 仿真调试软件 PROTUES及PROTEL软件；3. 相关元器件技术手册；4. 各种专业刊物和专业书籍等参考资料；5. 与导师密切配合。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日