【正文】 ................................................ 12 LCD1602 的指令說(shuō)明及時(shí)序 ............................................... 13 按鍵電路 .................................................................................... 14 復(fù)位電路模塊的設(shè)計(jì) .................................................................... 15 下載模塊的設(shè)計(jì) .......................................................................... 16 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................ 18 主程序流程圖 .............................................................................. 18 液 晶顯示流程圖 .......................................................................... 20 液晶顯示的特點(diǎn) ................................................................. 20 液晶顯示的優(yōu)點(diǎn) .................................................................. 20 液晶顯示的缺點(diǎn) .................................................................. 20 液晶顯示程序流程 .............................................................. 20 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ...................................................................................... 21 硬件調(diào)試 .................................................................................... 21 軟件調(diào)試 .................................................................................... 22 綜合調(diào)試 .................................................................................... 22 測(cè)試結(jié)果分析 .............................................................................. 22 第六章 結(jié)論 ............................................................................................ 23 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 24 致 謝 ..................................................................................................... 25 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 ................................................................ 26 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ................................................................... 27 附 錄 ...................................................................................................... 28 附錄一：電子萬(wàn)年歷原理圖 ................................................................ 28 附錄二：實(shí)物圖 ................................................................................. 29 附錄三：程序清單 ............................................................................. 30 1 第一章 緒論 題目背景 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō) 總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人們忘記當(dāng)前的時(shí)間，忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅，但是一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技 術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。半隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的個(gè)人領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭，單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)，使大規(guī)模集成電路成為了可能，給人類生活帶來(lái)了根本性的改變。隨之發(fā)明的單片機(jī)更是得到了廣泛應(yīng)用。利用單片機(jī)制造的電子萬(wàn)年歷更是融入千家萬(wàn)戶，給人們的生活帶來(lái)很多方便。數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越 來(lái)越流行，特別適合在家庭居室、辦公室、大廳、會(huì)議室、車站和廣場(chǎng)等使用，逐漸取代了古老的鐘表，其中壁掛式顯示的日歷鐘最為普遍。 LCD 數(shù)字顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時(shí)準(zhǔn)確、可以進(jìn)行夜視，具有人性化的操作和美觀的頁(yè)面效果。并可以配上漂亮的玻璃背景面板，作為饋贈(zèng)的禮品。常見(jiàn)的萬(wàn)年歷可以顯示時(shí)間、公農(nóng)歷日期、星期等基本功能。更先進(jìn)的可以通過(guò)添加不同的傳感器可以顯示溫度、天氣狀況、濕度等 [3]。 研究意義 電子萬(wàn)年歷是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，分，秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛用于個(gè)人 2 家庭，車站，碼頭 辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得電子萬(wàn)年歷的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究電子萬(wàn)年歷及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。 該萬(wàn)年歷利用的 PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的 一款工業(yè)級(jí)內(nèi)含 I2C 總線接口功能的具有極低功耗的多功能時(shí)鐘 /日歷芯片。芯片最大總速度 400kbit s/s,每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后，其內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。中斷輸出和可編程時(shí)鐘輸出功能，超低功耗，寬電壓圍。 PCF8563 的多種報(bào)警功能、定時(shí)器功能、時(shí)鐘輸出功能以及中斷輸出功能能完成各種復(fù)雜的定時(shí)服務(wù)，甚至可為單片機(jī)提供看門狗功能。是一款性價(jià)比極高的時(shí)鐘芯片，它已被廣泛用于電表、水表、氣表、電話、傳真機(jī)、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。利用 PCF8563制作的萬(wàn)年歷功耗低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，走時(shí)準(zhǔn) 確 [5]。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以前的年歷已發(fā)展成現(xiàn)在的電子萬(wàn)年歷，他一開(kāi)始是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的，電路復(fù)雜，精確度差，每天都需要調(diào)時(shí)，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得它的電路越來(lái)越簡(jiǎn)單，精確度越來(lái)越高，現(xiàn)在的電子萬(wàn)年歷一般都是集成芯片和軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單，制作方法簡(jiǎn)便，給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，它已成為我們生活中不可缺少的家居用品。 二十一世紀(jì)的今天，最具有代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子萬(wàn)年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。前兩次革命是擺和擺輪游 絲的發(fā)明，以及石英晶體振蕩器的應(yīng)用，第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用（電子萬(wàn)年歷），使時(shí)間的走時(shí)日差從分級(jí)別縮小到 1/600 萬(wàn)秒，從原來(lái)傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，更方便人們讀取時(shí)間，并增加了全自動(dòng)日期，星期，溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求 !因此，電子萬(wàn)年歷的出現(xiàn)帶來(lái)了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨越性的進(jìn)步。 電子萬(wàn)年歷的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)朝著功能多，讀取操作簡(jiǎn)單，顯示更加直觀，電路更加簡(jiǎn)潔，成本越來(lái)越低，滿足大部分人的要求。隨著國(guó)內(nèi)超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微 處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一就是將 CPU 和外圍芯片，如程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并行，串行 I/O 口，定時(shí) /計(jì)數(shù) 3 器，中斷控制器及其他控制器件集成在一個(gè)芯片中，支撐單片計(jì)算機(jī)。而近年來(lái)推出的一些高檔單片機(jī)還包括有許多特殊功能的單元，如 A/D,D/A 轉(zhuǎn)換器，調(diào)制解調(diào)器，鎖相環(huán)，浮點(diǎn)運(yùn)算單元等。因此只要外加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等 [6]。 第二章 設(shè)計(jì)方案論證 顯示器的選取 電子設(shè)計(jì)中常用的輸出顯示設(shè)備有兩種：數(shù) 碼管顯示和 LCD 液晶顯示。 方案一 LCD(Liquid Crystal Display)作為電子信息產(chǎn)品的主要顯示器件，相對(duì)于其他類型的顯示部件有其自身的特點(diǎn)，主要包括：低電壓微功耗、平板型結(jié)構(gòu)、使用壽命長(zhǎng)、被動(dòng)顯示、顯示信息量大、易于彩色化、無(wú)電磁輻射等 [3]。 用戶可以根據(jù)自己的需求，顯示自己所需要的，甚至是自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的圖案。當(dāng)需要顯示的數(shù)據(jù)比較復(fù)雜的時(shí)候，它的優(yōu)點(diǎn)就突現(xiàn)出來(lái)了，并且當(dāng)硬件設(shè)計(jì)完成時(shí)，可以通過(guò)軟件的修改來(lái)不斷擴(kuò)展系統(tǒng)顯示能力。外圍驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，顯示能力的擴(kuò)展將不會(huì)涉及 到硬件電路的修改，可擴(kuò)展性很強(qiáng)。字符型液晶顯示屏已經(jīng)成為了單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件之一。不足之處在于其價(jià)格比較昂貴，驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)比較復(fù)雜。 方案二 數(shù)碼管是現(xiàn)在電子設(shè)計(jì)中使用相當(dāng)普遍的一種顯示設(shè)備，每個(gè)數(shù)碼管由 7 個(gè)發(fā)光二極管按照一定的排列結(jié)構(gòu)組成，根據(jù)七個(gè)發(fā)光二極管的正負(fù)極連接不同，又分為共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管兩種，選擇的數(shù)碼管不同，程序設(shè)計(jì)上也有一定的差別。數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容比較直觀，通常顯示從 0 到 9 中的任意一個(gè)數(shù)字，一個(gè)數(shù)碼管可以顯示一位，多個(gè)數(shù)碼管就可以顯示多位，在顯示 位數(shù)比較少的電路中，程序編寫(xiě)，外圍電路設(shè)計(jì)都十分簡(jiǎn)單，但是當(dāng)要顯示的位數(shù)相對(duì)多的時(shí)候，數(shù)碼管操作起來(lái)十分煩瑣，顯示的速度受到限制，并且當(dāng)硬件電路設(shè)計(jì)好之后，系統(tǒng)顯示能力基本也被確定，系統(tǒng)顯示能力的擴(kuò)展受到了限制。 LED 耗電低，使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。但是不能顯示文字，性價(jià)比不是很高，操作起來(lái)比較液晶顯示來(lái)說(shuō)略顯麻煩 [11]。 最終選取方案一即 LCD 作為顯示器。 4 時(shí)鐘芯片的選取方案 方案一 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期等計(jì)數(shù)。采用 此種方案雖然減少了芯片的使用，節(jié)約成本，但是時(shí)間的誤差較大，所以不采用。 方案二 PCF8563 是 PHILIPS 公司推出的一款工業(yè)級(jí)內(nèi)含 I2C 總線接口功能的具有極低功耗的多功能時(shí)鐘 /日歷芯片。芯片最大總速度 400kbit s/s,每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后，其內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。中斷輸出和可編程時(shí)鐘輸出功能，超低功耗，寬電壓圍。 PCF8563 的多種報(bào)警功能、定時(shí)器功能、時(shí)鐘輸出功能以及中斷輸出功能能完成各種復(fù)雜的定時(shí)服務(wù)，甚至可為單片機(jī)提供看門狗功能 [5]。 經(jīng)論證最終選取了方案二即 PCF8563 單片機(jī)的選取 方案一：采用 AT89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ)空間，能于