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长江大学

毕 业 设 计 开 题 报 告

毕业设计题目： LED电子校历钟设计
院 （系）： 电子信息学院
专 业 名 称 ： 电子信息工程
学 生 姓 名 ：
学 生 学 号 ：
指 导 教 师 ：

LED电子校历钟设计

一、题目起源：
生产/社会实践

二、研究目标和意义：
现在市场上出售电子时钟，外表精美，种类齐全，功效五花八门，不过结合大中小学学校需求，需要一个符合学校本身综合电子日历时钟，即带时间，周历，温度等显示。针对此种情况，新型校园实用周历可显示电子日历钟应运而生。
LED电子校历钟既能显示温度，又能不管开学日期不一样，而正确显示当日所在学期周数。此钟是一个用数字电路技术实现时、分、秒计时装置，和机械式时钟相比含有更高正确性和直观性，无机械装置，所以含有更高使用寿命。
中国是一个人口大国，教育事业是国家事业发展重中之重，国家在教育事业上投入将会不停提升。而校历钟作为一个为广大师生提供信息工具其地位自然也水涨船高，对师生日常学习和工作起着不可替换和忽略作用。所以，校历钟所提供信息正确性和完整性显得尤为关键。
三、中国现实状况和发展趋势
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高性能价格比，受到大家重视和关注，应用很广、发展很快。单片机含有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为轻易。
现在单片机渗透到我们生活各个领域，几乎极难找到哪个领域没有单片机踪迹。导弹导航装置，飞机上多种仪表控制，计算机网络通讯和数据传输，工业自动化过程实时控制和数据处理，广泛使用多种智能IC卡，录象机、摄象机，和程控玩具、电子宠物等等，这些全部离不开单片机。更不用说自动控制领域机器人、智能仪表、医疗器械了。所以，单片机学习、开发和应用将造就一批计算机应用和智能化控制科学家、工程师。
电子钟是一个利用数字电路来显示秒、分、时计时装置，和传统机械钟相比，它含有走时正确、显示直观、无机械传动装置等优点，所以得到广泛应用。伴随大家生活环境不停改善和美化，在很多场所能够看到数字电子钟。在城市关键营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一个时尚。但现在市场上各式各样LCD数字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。所以有必需对数字电子钟进行改善。
所以，新型电子钟—LED电子校历钟应运而生，它传承了LED节能优点，和单片机紧密结合，给予了电子钟更多功效。伴随单片机和LED技术发展，LED电子校历钟将节能和多功效将成为关键研究方向。

四、基础原理
1.整个系统采取51系列单片机AT89C51为控制关键，结合高精度计时时钟日历芯片DS1302和数字温度传感器DS18B20，用四个按键复合使用来对其进行时钟校时、周数设置。显示部分用CD4511进行译码驱动，用片选扫描方法对其进行扫描，从而使数码管得以高亮度显示。系统模块以下：

2.DS1302结构及工作原理
DS1302是美国DALLAS企业推出一个高性能，低功耗带RAM实时时钟电路，它能够对年、月、日、周、时、分、秒计时，含有闰年赔偿功效，工作电压为2.5V—5.5V。采取三线接口和CPU同时通信，并可采取突发方法一次传输多个字节时钟信号或RAM数据。
DS1302引脚排列，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源，在主电源关闭情况下，也能保持时钟连续运行。DS1302由Vcc1和Vcc2二者中较大供电。X1和X2是振荡源，外接32.768KHZ晶振。RST是复位/片选线。经过向RST输入驱动置高电平来开启全部数据传送。RST输入有两种功效：首先，RST接通控制逻辑，许可地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节和多字节数据传送手段。当RST为高电平时，全部数据传送被初始化，许可对DS1302进行操作。假如在传送过程中RST置为低电平，则会终止数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc≥2.5v之前，RST必需保持低电平，只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端SCLK只能是输入端。DS1302引脚功效图以下：

DS1302控制字以下。控制字节最高有效位必需是逻辑1，假如它为0，则不能把数据写入DS1302中。位6为0，则表示存取日历时钟数据，为1，则表示存取RAM数据。位5至位1指示操作单元地址。最低有效位位0假如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低为开始输出。

五、关键研究内容和方法
研究关键内容：
1．系统设计关键包含显示部分和数字时钟模块设计、显示接口芯片选择、串口通讯芯片选择、电源模块选择。
2．系统软件设计
3. 系统调试和试验结果测试
研究方法：
利用单片机AT89C51单片机作为本系统中控模块。单片机可把由DS18B20、DS1302读来数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历显示。点阵LED电子显示器显示器为关键显示模块，把单片机传来数据显示出来,而且能够实现滚动显示。在显示电路中，关键靠按键来实现多种显示要求选择和切换。
显示部分采取动态显示，对一幅画面进行分割，对组成画面各部分分别显示，是动态显示方法。动态显示方法方法，能够避免静态显示问题。但设计上假如处理不妥，易造成亮度低，闪烁问题。所以合理设计既应确保驱动电路易实现，又要确保图像稳定，无闪烁。动态显示采取多路复用技术动态扫描显示方法，复用程度不是无限增加，因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面实质是利用了人眼暂留效应和发光二极管发光时间长短，发光亮度等原因。试验发觉，当扫描刷新频率(发光二极管停闪频率) 为50Hz，发光二极管导通时间≥1m s 时，显示亮度很好， 无闪烁感.。

六、研究条件和可能存在问题
研究条件：
1．对数字电子技术基础及单片机课程及protel99se等绘图仿真软件学习，
2．学校有相关器材和设备为我们提供试验平台。
可能存在问题：
1．这次设计和实际生产联络紧密，设计过程中要考虑产品适用性及成本价格等综合原因。
2．对89C51不熟练，在软件编写和调试中可能会碰到问题。

七、拟处理关键问题和预期结果
拟处理关键问题：
熟悉对89C51应用，对各部分电路原理图设计绘制，对电路进行仿真测试，编写对应程序并调试。

预期结果：
经过查阅89C51相关资料，能熟练掌握51单片机基础应用和编程，加深对所用到芯片了解，弯沉硬件连接图绘制和软件程序编写。

八、毕业论文设计进度和时间安排
2月－3月：查找消化相关资料，确定主体框架，选择元器件；
4月：写开题汇报，外文阅读和翻译，软件仿真；
5月：调试修改，撰写论文；
6月：进行答辩。
九、参考文件：
【1】周坚等，《单片机C语言轻松入门》（J），北京：北航出版社，
【2】谭浩强，《C语言程序设计》（第二版），北京：清华大学出版社，
【3】刘乐善，《微型计算机接口技术及应用》，湖北：华中科技大学出版社，
【4】何希才，《传感器及其应用》（M），国防工业大学 ，
【5】求实科技，《单片机经典外围器件及应用实力例》，北京：人民邮电出版社，
【6】梅丽凤，王艳秋等，《单片机原理及接口技术》，北京：清华大学出版社，
【7】康华光，《电子技术基础（数字部分）》，湖北：华中科技大学出版社，
【8】孙涵芳、徐爱卿，《MCS—51/96系列单片机原理及应用》，北京：北京航空航天大学出版社，
【9】谭浩强，《微型计算机原理及应用》（第三版），北京：清华大学出版社，
【10】丁元杰，《单片微机原理及应用》，北京：机械工业出版社，
【11】郑志民，《单片机保护掉电设计》，《测控技术》（双月刊）
【12】李建中，《单片机原理及应用》，西安：西安电子科技大学出版社，
【13】耿长清，《单片机应用技术》，北京：化学工业出版社，
【14】李叶紫，《MSC—51单片机应用教程》北京：清华大学出版社，
【15】周兴华，《单片机智能化产品C语言设计实例详解》，北京：北航出版社，
【16】唐德礼等，《单片机原理及应用》，武汉：华中科技大学出版社，
指导老师意见：

指导老师：
年 月 日
所在系审查意见：

系主任：
年 月 日