毕业论文 电子相关专业 基于AVR M8的简易数字钟设计.doc

毕业论文
(2008届)
基于AVR M8的简易数字钟设计

学生姓名
学号 0401040113
系别信息与电子系
专业班级电子信息工程0401
指导教师
完成日期
基于AVR M8的简易数字钟设计
摘要
数显式数字钟,即我们经常在汽车、机场、医院等场合看到的发光二级管数字显示钟,其应用非常广泛。本次设计电路AVR单片机为主控制器其主要由实时时钟模块、环境温度检测模块、上位机模块、人机接口模块、报警模块等部分组成。其中实时时钟采用DS1302,可实现年、月、日、时、分、秒等时间信息的采集和闹钟功能并可以实现掉电继续走时功能;温度检测模块由DS18B20集成温度传感器对现场环境温度进行实时检测;人机接口模块由4个按键和1602字符型液晶组成,可实现时间显示、星期和农历现实、闹钟设置、环境温度测量显示等功能;报警模块由报警蜂鸣器实现闹铃控制。上位机部分能在计算机上独立实现时间日期、农历、农历节日、公历节日显示;实现星期的计算、农历转公历和公历转农历等的查询;实现语音报时和生肖图片的显示。对下位机进行时间日期和闹钟时间的调整;能对下位机采集的温度进行实时显示,并画出温度曲线图。现在数字钟向低功耗和家庭装饰上发展较多。
关键词 AVR单片机;数字钟;农历;上位机
目录
摘要 I
ABSTRACT II
前言 1
序言 1
论文主要工作概述 1
第一章系统概述 3
数字钟简介 3
课题目标与任务 3
总体设计 3
第二章 Atmega8基本原理及C语言编译 5
单片机发展现状及特点 5
ATmega8基本概述 6
AVR单片机C语言编译器简介 7
Codevision AVR 7
AVR-GCC 8
Imagecraft piler 8
第三章所用软件介绍 9
Proteus仿真软件 9
PROTEL DXP简介 9
Vspd xp虚拟串口软件 10
AVR Studio代码级仿真 10
Visual Basic 11
第四章系统方案论证 12
系统功能模块图 12
系统模块方案可行性研究和方案论证 12
显示模块方案论证 12
实时时钟模块方案论证 15
温度采集模块方案论证 16
第五章方案选择及所用芯片简介 18
方案选择及优缺点 18
18
18
18
所用主要芯片介绍 19
DS1302时钟芯片 19
温度传感器DS18B20 20
1602LCD简介 21
第六章单片机(AVR)软件设计 23
主程序设计 23
子程序设计 24
24
25
星期算法子程序 25
农历算法子程序 26
第七章上位机软件设计 29
用VB通信控件实现微机与单片机之间的通讯 29
上位机界面介绍 30
上位机部分功能编写方法 32
VB实现网上天气查询 32
VB实现播放声音文件 32
实现VB程序托盘 33
第八章仿真与软件调试 34
结束语 37
参考文献 38
致谢 39
附录1 AVR数字钟总体电路图 40
附录2 AVR数字钟原程序清单 41
前言
序言
早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因,所以采取稳妥方案:即采用较高的分频系数对时钟分频,使得指令周期长,执行速度慢。以后的 CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施,但这种状态并未被彻底改观(51以及51兼容)。此间虽有某些精简指令集单片机(RISC)问世,但依然沿袭对时钟分频的作法。
AVR单片机的推出,彻底打破这种旧设计格局,废除了机器周期,抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法;采用精简指令集,以字作为指令长度单位,将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此),取指周期短,又可预取指令,实现流水作业,故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃,是以高可靠性为其后盾的。
AVR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略,即采用局部寄存器存堆(32个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑)。提高了指令执行速度(1Mips/MHz)