单片机的景点介绍板的设计与实现
摘 要嵌入式系统概念以及技术的发展使得景点介绍板控制系统得到了更快更全面的发展，并且在用户使用度方面实现了大幅度的普及。本课题将主要以景点介绍板控制系统作为研究设计目标，将采用AT89C51芯片作为主控单片机，外部结合高清晰度液晶屏、RTC时钟芯片等模块，设计了一款智能系统，使得游客能够通过终端按键灵活获取经典的相关信息，并且系统还配置了RTC时钟功能，游客能够在显示屏上获取当前时间、日期等信息，大大方便了游客的出行，并且节省了专门的景点介绍工作人员。通过了大量的实物调试和改进，使得景点介绍板系统得以实现，经过了多方面的测试，表现出了很高的实用性。
目录
一、 引言 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 系统主控芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机介绍 4
（三） LCD12864液晶屏介绍 5
（四） DS1302实时时钟芯片 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 景点介绍板系统的硬件结构框图设计 7
（二） 51单片机最小系统设计 7
1. 晶振电路设计 7
2. 复位电路设计 8
（三） LCD12864高精度液晶屏电路设计 8
（四） DS1302实时时钟芯片电路的设计 9
（五） 按键电路 10
四、 软件系统设计 12
（一） 景点介绍板系统的软件工作流程设计 12
（二） LCD12864液晶屏软件流程设计 13
（三） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 13
五、 调试与安装 15
（一） 仿真调试 15
（二） 硬件调试 17
（三） 问题总结 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 PCB 27
附录三 元件列表 28
附录四 程序 29
引言
本课题将要设计的这款景点介绍板控制系统是一种使用微处理器来控制的电子系统，所谓的基于51单片机的景点
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介绍板控制系统实际上指的是在硬件结构上以51单片机作为核心部分，通过单片机对芯片外部的传感器、按键模块以及显示屏等部分的驱动，实现整个系统的良好工作，这就是我们经常说的基于51单片机的景点介绍板控制系统。最早的用于实现景点信息介绍功能的传统物件早在很多年前就已经出现，如画报、易拉宝等，这类传统意义上的景点介绍板系统全部采用文字印刷方式来完成，当单片机技术还没有实现普遍化和生活化之前，使用画报或者易拉宝等传统方式进行景点信息展示是主流方式，这种传统景点介绍板系统所表现出的特点也是非常显著的，由于全部采用机械部件来组成整个系统框架，因此在外观上是非常庞大的，在使用过程中由于机械部件存在不可避免的摩擦和老损，另外由于全部采用文字印刷方式，因此一旦投入使用就很难有办法进行信息更改或者在其他地方进行使用，只能一直使用到报废，这就是传统景点介绍板系统的典型特点。随着科学技术的飞速发展以及电子技术的空前的全民化，人们已经越来越不能满足于这种传统景点介绍板系统所能实现的功能，这时候单片机系统的出现打破了这一僵局，大部分景点介绍板系统的设计师们意识到唯有采用电子技术进行自动控制才能带来这种产品的全面发展，于是诸多开发人员以及相关传统企业开始了对基于单片机的景点介绍板控制系统的开发与设计，由于单片机具有多管脚以及可编程等重要特性，其多管脚特点使得它可以同时对多种模块（按键、报警器以及液晶屏等）进行驱动，因此这种电子式的景点介绍板控制系统突破了传统的单一功能性，不但实现了传统的基本功能，更引入了显示、系统配置以及报警等新型功能，更加重要的是由于单片机能够实现程序编程，因此即使将产品推向市场，也不耽误景点介绍板产品的再升级，只需要通过程序代码的改写以及重新烧写就可以实现景点介绍板控制系统的二次甚至多次升级，这还传统景点介绍板系统所无法实现的，另外由于这种电子式景点介绍板系统全部采用芯片来完成各项功能，因此在批量生产后可以大幅度地降低生产成本，使得最终推向市场后的景点介绍板控制系统表现出非常高的性价比，本课题就将采用单片机芯片来实现一款景点介绍板控制系统。
电子式景点介绍板系统在国内外目前都已实现了全面化，由于各大企业对于生产景点介绍板系统产品的技术已经趋于成熟，而要实现更高的性能，还有很大的一段上升空间，因为随着微处理器技术的不断发展，64位处理器即将横空出世，一旦64位微处理器技术成熟并投向市场，将这种更高性能的微处理器替换掉目前的16位或者32位芯片，将能够快速地淘汰掉现有产品，到那时基于单片机的景点介绍板控制系统将能够实现更大容量的景点信息展示、语音讲解、智能模拟对话等功能，目前国内外所能实现的最先进景点介绍板系统是32位的，大多采用ARM架构来实现，前不久美国芝加哥大学的一个兴趣小组采用了CM3架构微处理器作为主控，实现了一款智能景点介绍板系统，这款系统的推出实现了与游客之间的对话，可以非常灵活的回答游客咨询的任何关于景点的问题，这款系统的实现标志着为了实现更高性能的景点介绍板系统我们有很长一段路要走。
本文主要内容?本课题主要以景点介绍板控制系统作为研究对象，设计了一款采用51单片机作为主控芯片的自动控制系统，设计的电路模块主要包括51单片机最小系统电路、液晶屏电路、按键电路、液晶屏等电路的设计，通过单片机对这些模块的有效驱动，首先如下功能：
1.系统内能够至少保存二个不同的景点介绍信息；
2.能够进行信息的中文显示，并且游客按下按键后，能够灵活切换显示内容；
3.具有北京时间显示、设置等功能；
4.采用直流5V电源进行供电。
论文的撰写采用了层次分明的模块化设计，撰写内容分为引言章节、元器件选择章节、硬件设计章节以及软件设计章节。
方案选择及元器件介绍
系统主控芯片的选取
为了实现本文所有的设计指标，必须得对控制系统的主控器芯片进行一个全方位的考核，这不仅仅涉及到它的性能和功能等方面，还要对它外形封装以及管脚数量等情况进行仔细对比。通过对目前微处理器市场上多款常用的器件查阅和学习，最终从中选择出了430单片机以及51单片机两种器件进行全面对比，从而选择出其中一个来进行控制系统的设计。
所谓430单片机指的是TI公司在二十世纪初推出的一种以低功耗为主要特点的控制器芯片，在当时它的低功耗性能达到了单片机市场上的最高水平，该公司的测试人员通过一个新鲜柠檬产生的酸性电压来对430单片机进行供电，使其进入了正常的工作状态，并且柠檬的酸性汁液发出的电量足以使其维持工作达到一小时以上。该低功耗特性使得MSP430单片机迅速赢得了许许多多手持设备设计者的青睐，由于手持设备多是通过电池供电，并且许多外形轻巧的手持设备或者玩具都是通过干电池供电，而干电池的电压最多达到3V左右，许多以5V电压供电的单片机就不适用于这种设备中，而以3.3V供电的430单片机则能轻松工作，这就是430单片机的优势，经过了十几年的发展和优化，430单片机已经形成了多个种类以适用于不同用户，其中F2系列以集成功能模块多、价格低廉赢得了最多的使用者，尤其是学生用户，不但有利于他们学习低功耗的概念，更能使得他们通过配置F2为数不多的寄存器来更快地熟悉430单片机，因此本文若采用F2系列430单片机，那么不但能够使得系统具有低功耗的特点，更能够通过430单片机丰富的配置来使得最终系统取得非常小的外形体积。
目录
一、 引言 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 系统主控芯片的选取 3
（二） STC89C51单片机介绍 4
（三） LCD12864液晶屏介绍 5
（四） DS1302实时时钟芯片 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 景点介绍板系统的硬件结构框图设计 7
（二） 51单片机最小系统设计 7
1. 晶振电路设计 7
2. 复位电路设计 8
（三） LCD12864高精度液晶屏电路设计 8
（四） DS1302实时时钟芯片电路的设计 9
（五） 按键电路 10
四、 软件系统设计 12
（一） 景点介绍板系统的软件工作流程设计 12
（二） LCD12864液晶屏软件流程设计 13
（三） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 13
五、 调试与安装 15
（一） 仿真调试 15
（二） 硬件调试 17
（三） 问题总结 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 PCB 27
附录三 元件列表 28
附录四 程序 29
引言
本课题将要设计的这款景点介绍板控制系统是一种使用微处理器来控制的电子系统，所谓的基于51单片机的景点
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
介绍板控制系统实际上指的是在硬件结构上以51单片机作为核心部分，通过单片机对芯片外部的传感器、按键模块以及显示屏等部分的驱动，实现整个系统的良好工作，这就是我们经常说的基于51单片机的景点介绍板控制系统。最早的用于实现景点信息介绍功能的传统物件早在很多年前就已经出现，如画报、易拉宝等，这类传统意义上的景点介绍板系统全部采用文字印刷方式来完成，当单片机技术还没有实现普遍化和生活化之前，使用画报或者易拉宝等传统方式进行景点信息展示是主流方式，这种传统景点介绍板系统所表现出的特点也是非常显著的，由于全部采用机械部件来组成整个系统框架，因此在外观上是非常庞大的，在使用过程中由于机械部件存在不可避免的摩擦和老损，另外由于全部采用文字印刷方式，因此一旦投入使用就很难有办法进行信息更改或者在其他地方进行使用，只能一直使用到报废，这就是传统景点介绍板系统的典型特点。随着科学技术的飞速发展以及电子技术的空前的全民化，人们已经越来越不能满足于这种传统景点介绍板系统所能实现的功能，这时候单片机系统的出现打破了这一僵局，大部分景点介绍板系统的设计师们意识到唯有采用电子技术进行自动控制才能带来这种产品的全面发展，于是诸多开发人员以及相关传统企业开始了对基于单片机的景点介绍板控制系统的开发与设计，由于单片机具有多管脚以及可编程等重要特性，其多管脚特点使得它可以同时对多种模块（按键、报警器以及液晶屏等）进行驱动，因此这种电子式的景点介绍板控制系统突破了传统的单一功能性，不但实现了传统的基本功能，更引入了显示、系统配置以及报警等新型功能，更加重要的是由于单片机能够实现程序编程，因此即使将产品推向市场，也不耽误景点介绍板产品的再升级，只需要通过程序代码的改写以及重新烧写就可以实现景点介绍板控制系统的二次甚至多次升级，这还传统景点介绍板系统所无法实现的，另外由于这种电子式景点介绍板系统全部采用芯片来完成各项功能，因此在批量生产后可以大幅度地降低生产成本，使得最终推向市场后的景点介绍板控制系统表现出非常高的性价比，本课题就将采用单片机芯片来实现一款景点介绍板控制系统。
电子式景点介绍板系统在国内外目前都已实现了全面化，由于各大企业对于生产景点介绍板系统产品的技术已经趋于成熟，而要实现更高的性能，还有很大的一段上升空间，因为随着微处理器技术的不断发展，64位处理器即将横空出世，一旦64位微处理器技术成熟并投向市场，将这种更高性能的微处理器替换掉目前的16位或者32位芯片，将能够快速地淘汰掉现有产品，到那时基于单片机的景点介绍板控制系统将能够实现更大容量的景点信息展示、语音讲解、智能模拟对话等功能，目前国内外所能实现的最先进景点介绍板系统是32位的，大多采用ARM架构来实现，前不久美国芝加哥大学的一个兴趣小组采用了CM3架构微处理器作为主控，实现了一款智能景点介绍板系统，这款系统的推出实现了与游客之间的对话，可以非常灵活的回答游客咨询的任何关于景点的问题，这款系统的实现标志着为了实现更高性能的景点介绍板系统我们有很长一段路要走。
本文主要内容?本课题主要以景点介绍板控制系统作为研究对象，设计了一款采用51单片机作为主控芯片的自动控制系统，设计的电路模块主要包括51单片机最小系统电路、液晶屏电路、按键电路、液晶屏等电路的设计，通过单片机对这些模块的有效驱动，首先如下功能：
1.系统内能够至少保存二个不同的景点介绍信息；
2.能够进行信息的中文显示，并且游客按下按键后，能够灵活切换显示内容；
3.具有北京时间显示、设置等功能；
4.采用直流5V电源进行供电。
论文的撰写采用了层次分明的模块化设计，撰写内容分为引言章节、元器件选择章节、硬件设计章节以及软件设计章节。
方案选择及元器件介绍
系统主控芯片的选取
为了实现本文所有的设计指标，必须得对控制系统的主控器芯片进行一个全方位的考核，这不仅仅涉及到它的性能和功能等方面，还要对它外形封装以及管脚数量等情况进行仔细对比。通过对目前微处理器市场上多款常用的器件查阅和学习，最终从中选择出了430单片机以及51单片机两种器件进行全面对比，从而选择出其中一个来进行控制系统的设计。
所谓430单片机指的是TI公司在二十世纪初推出的一种以低功耗为主要特点的控制器芯片，在当时它的低功耗性能达到了单片机市场上的最高水平，该公司的测试人员通过一个新鲜柠檬产生的酸性电压来对430单片机进行供电，使其进入了正常的工作状态，并且柠檬的酸性汁液发出的电量足以使其维持工作达到一小时以上。该低功耗特性使得MSP430单片机迅速赢得了许许多多手持设备设计者的青睐，由于手持设备多是通过电池供电，并且许多外形轻巧的手持设备或者玩具都是通过干电池供电，而干电池的电压最多达到3V左右，许多以5V电压供电的单片机就不适用于这种设备中，而以3.3V供电的430单片机则能轻松工作，这就是430单片机的优势，经过了十几年的发展和优化，430单片机已经形成了多个种类以适用于不同用户，其中F2系列以集成功能模块多、价格低廉赢得了最多的使用者，尤其是学生用户，不但有利于他们学习低功耗的概念，更能使得他们通过配置F2为数不多的寄存器来更快地熟悉430单片机，因此本文若采用F2系列430单片机，那么不但能够使得系统具有低功耗的特点，更能够通过430单片机丰富的配置来使得最终系统取得非常小的外形体积。
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