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毕业设计开题报告模板

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2020年4月19日
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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、题目来源：
生产/社会实践

二、研究的目的和意义：
当前市场上出售的电子时钟，外表精美，种类齐全，功能五花八门，可是结合大中小学学校的需求，需要一种符合学校本身的综合电子日历时钟，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，又能不论开学日期的不同，而准确显示当天所在的学期周数。此钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，无机械装置，因此具有更高的使用寿命。
中国是一个人口大国，教育事业是国家事业发展的重中之重，国家在教育事业上的投入将会不断的提高。而校历钟作为一个为广大师生提供信息的工具其地位自然也水涨船高，对师生的日常学习和工作起着不可替代和忽视的作用。因此，校历钟所提供信息的精确性和完整性显得尤为重要。
三、国内现状和发展趋势
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、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、开发较为容易。
当前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，录象机、摄象机，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改进和美化，在许多场合能够看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。但当前市场上各式各样的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。因此有必要对数字电子钟进行改进。
因此，新型电子钟—LED电子校历钟应运而生，它传承了LED节能的优点，与单片机的紧密结合，赋予了电子钟更多的功能。随着单片机和LED技术的发展，LED电子校历钟将的节能和多功能将成为主要研究方向。

四、基本原理
1.整个系统采用51系列单片机AT89C51为控制核心，结合高精度计时的时钟日历芯片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，用片选扫描方式对其进行扫描，从而使数码管得以高亮度显示。系统模块如下：

2.DS1302结构及工作原理
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，它能够对年、月、日、周、时、分、秒计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V—5.5V。采用三线接口与CPU同步通信，并可采用突发方式一次传输多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1和Vcc2两者中较大的供电。X1和X2是振荡源，外接32.768KHZ的晶振。RST是复位/片选线。经过向RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/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的手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中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必须保持低电平，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引脚功能图如下：

DS1302控制字如下。控制字节的最高有效位必须是逻辑1，如果它为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指示操作单元的地址。最低有效位位0如果为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、主要研究内容与方法
研究的主要内容：
1．系统设计主要包括显示部分和数字时钟模块设计、显示接口芯片的选择、串口通讯芯片的选择、电源模块的选择。
2．系统软件设计
3. 系统调试和实验结果的测试
研究的方法：
利用单片机AT89C51单片机作为本系统的中控模块。单片机可把由DS18B20、DS1302读来的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、日历的显示。点阵LED电子显示屏显示器为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来,而且能够实现滚动显示。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。
显示部分采取动态显示，对一幅画面进行分割，对组成画面的各部分分别显示，是动态显示方式。动态显示方式方式，能够避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当，易造成亮度低，闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现，又要保证图像稳定，无闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式，复用的程度不是无限增加的，因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短，发光的亮度等因素。实验发现，当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率) 为50Hz，发光二极管导通时间≥1m s 时，显示亮度较好， 无闪烁感.。

六、研究条件和可能存在的问题
研究条件：
1．对数字电子技术基础及单片机课程及protel99se等绘图仿真软件的学习，
2．学校有相关器材和设备为我们提供实验平台。
可能存在的问题：
1．这次设计与实际生产联系紧密，设计过程中要考虑产品的适用性及成本价格等综合因素。
2．对89C51不熟练，在软件编写和调试中可能会遇到问题。

七、拟解决的主要问题和预期的结果
拟解决的主要问题：
熟悉对89C51的应用，对各部分电路原理图的设计绘制，对电路进行仿真测试，编写相应程序并调试。

预期结果：
经过查阅89C51相关资料，能熟练掌握51单片机的基本应用与编程，加深对所用到的芯片的了解，弯沉硬件连接图的绘制和软件程序的编写。

八、毕业论文设计进度与时间安排
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：写开题报告，外文阅读与翻译，软件仿真；
5月：调试修改，撰写论文；
6月：进行答辩。
九、参考文献：
【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，《单片机典型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，
指导教师意见：

指导教师：
年 月 日
所在系审查意见：

系主任：
年 月 日