【正文】 CD1602 顯示數(shù)據(jù)和結果； 計算器部 分：鍵盤包括數(shù)字鍵 (09)、符號鍵 (+、 、 *、 /、 .)、清除鍵 (ON/C)和等號鍵 (=)，故需要 16 個按鍵，設計中采用 4*4 矩陣鍵盤； 時間顯示的部分，有年、月、日、時、分、秒，時間顯示和計算器控制鍵的分別設置，故需要一個功能切換的按鍵。顯示時間狀態(tài)時，可以對當前的時間進行設置； 執(zhí)行程序：開機顯示零，等待鍵入數(shù)值，當鍵入數(shù)字，通過 LCD 顯示出來，當鍵入 +、 、 *、 /運算符（包過小數(shù)），計算器在內(nèi)部執(zhí)行數(shù)值轉換和存儲，并 第 4 頁 等待再次鍵入數(shù)值后將顯示鍵入的數(shù)值，按等號就會在 LCD 上輸出運算結果； 錯誤提示：當單片機執(zhí)行程序中有錯誤時，會在 LCD 上顯示相應的提示，如：當輸入的數(shù)值或計算器得到的結果大于計算器的顯示范圍時，計算器會在 LCD上提示溢出（顯示 1）；當除數(shù)為 0 時，計算器會在 LCD 上提示錯誤，顯示“ 0”。 第四章 設計內(nèi)容 、單片機的介紹 、 STC89C52 單片機 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)89C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52 具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針， 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器， 1 個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 第 5 頁 、主要性能 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 三級加密程序存儲器 32 個可編程 I/O 口線 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 八個中斷源 全雙工 UART 串行通道 低功耗空閑和掉電模式 l掉電后中斷可喚醒 l看門狗定時器 l雙數(shù)據(jù)指針 l掉電標識符 、單片機的應用 （ 1） 在智能儀器儀表上的應用 （ 2）在工業(yè)控制中的應用 （ 3） 在家用電器中的應用 （ 4）在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用 （ 5） 單片機在醫(yī)用設備領域中的應用 （ 6）在各種大型電器中的模塊化應用 （ 7） 單片機在汽車設備領域中的應用 、單 片機的應用原理 STC89C52單片機為 40引腳雙列直插芯片 ,有四個 I/O口 P0,P1,P2,P3, MCS51 單片機共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），每一條 I/O 線都能獨立地作輸出或輸入。 單片機的最小系統(tǒng)如下圖 所示 ,18 引腳和 19 引腳接時鐘電路 ,XTAL1 第 6 頁 接外部晶振和微調(diào)電容的一端 ,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入 ,XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端 ,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第 9 引腳為復位輸入端 ,接上電容 ,電阻及開關后夠上電復位電路 ,20 引腳 為接地端 ,40 引腳為電源端。 圖 如下： 單片機 AT89S52 的引腳圖（圖 ） 、 LCD1602 的原理及其應用 、 LCD1602 的介紹 LCD1602 已很普遍了，具體介紹我就不多說了，市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。字符型 LCD 通常有 14條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣。 第 7 頁 、 LCD1602 的引腳 圖 1602LCD 采用標準的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下表 。 第 8 頁 、 LCD1602 的引腳說明 表 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳： VL 為液晶 顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳 ： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 9 頁 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負極。 、 LCD1602 主要技術參數(shù) 顯示容量 :16 2 個字符 芯片工作電壓 : — 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 : (W H)mm 、時鐘芯片 DS1302 的工作原理 、 DS1302 的簡介 DS1302 是 美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗 （小于 1mw） 、帶 RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行 同步通信 ，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的 時鐘信號 或 RAM 數(shù) 據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個318 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器 。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。 第 10 頁 、 DS1302 的結構 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時，DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復位/片選線 ，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的 數(shù)據(jù)傳送 。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命 令序列送入 移位寄存器 ；其次，RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當 RST 為高電平時，所有的 數(shù)據(jù)傳送 被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次 數(shù)據(jù)傳送 ， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 SCLK 為時鐘輸入端。 、 DS1302 的特點 時鐘計數(shù)功能，可以對秒、分、時、日、月、年的計數(shù)。年計數(shù)可達到 2099 年。 有 31*8 位的額外數(shù)據(jù)暫存寄存器 (即 RAM，掉電丟失 ) 最少 I/O 引腳傳輸，通過三引腳控制 工作電壓： 工作電流小于 300nA () 讀寫時鐘寄 存器或內(nèi)部 RAM(31*8 位的額外 數(shù)據(jù)暫存寄存 )可以采用單字節(jié)模式 (一次讀寫單個字節(jié) )和突發(fā)模式 (一次讀寫多個字節(jié) ) 8pin DIP (直插封裝 )或 8pin SOICs(貼片封裝 ) 第 11 頁 、 DS1302 的引腳功能 、 DS1302 電路原理圖 : 電路原理圖如圖 ， DS1302 與單片機的連接也僅需要 3 條線： CE 引腳、 SCLK串行時鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳， Vcc2 為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計時脈沖。 圖 第 12 頁 第五章 整體設計 、設計方法 本電路設計采用 AT89S52 單片機為核心，利用晶振產(chǎn)生頻率為 1HZ 的時鐘脈沖信號，利用液晶屏 LCD1602 顯示計算及其時間信息，通過對 AT89S52 單片機的編程控制液晶屏 LCD1602 的顯示。顯示時間和簡易計算的信息同在LCD1602，通過按鍵切換選擇。外部按鍵可及時設 定或調(diào)整時間或計算的信息。 、硬件設計 本系統(tǒng)以 AT89S52 單片機為核心，本系統(tǒng)選用 12MHZ 的晶振，使得單片機有合理的運行速度。起振電容 22pF 對振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性影響較合適，復位電路為按鍵高電平復位。 DS1302 時鐘芯片選用 的晶振，以此保持時間的準確性。并在后備電源處提供了后備電源，當沒有外接電源時，后備電源就供電，這樣就可以保持時鐘芯片的不斷電及掉電也可以準確計時。本系統(tǒng)中的后備電源采用 3v 的電子電源，其壽命可達一年以上。液晶顯示器采用背光的 ，本次設計選用 16 引腳的 LCD1602。 、系統(tǒng)框架圖 第 13 頁 、電路設計原理圖 圖 、各部分電路的說明 、復位電路 51 單片機是高電平復位。所以本設計采用的是上電復位和手動復位相結合的方式。 、矩陣鍵盤 計算器輸入數(shù)字和其他功能按鍵要用到很多按鍵，如果采用獨立按鍵的方式，在這種情況下，編程會很簡單，但是會占用大量的 I/O 口資源，因此在很多情況下都不采用這種方式，而是采用矩陣鍵盤的方案 。矩陣鍵盤采用四條 I/O 線作為行線，四條 I/O 線作為列線組成鍵盤，在行線和列線的每個交叉點上設置一 第 14 頁 個按鍵。這樣鍵盤上按鍵的個數(shù)就為 4*4 個。這種行列式鍵盤結構能有效地提高單片機系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。 、 LCD1602 的顯示電路 本設計采用液晶屏 LCD1602 來顯示輸出數(shù)據(jù)，通過 D0D7 引腳向 LCD 寫指令字或寫數(shù)據(jù)以使 LCD 實現(xiàn)不同的功能或顯示相應的數(shù)據(jù)。 、 DS1302 時鐘電路 電路原理圖如圖 ， DS1302 與單片機的連接也僅需要 3 條線： CE 引腳、SCLK 串行 時鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳， Vcc2 為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計時脈沖。 、元件清單 元件名稱 數(shù)量 元件名稱 數(shù)量 AT89S52 單片機 1 片 電位器 1 個 LCD1602 1 塊 開關 1 個 DS1302 1 片 按鍵 19 電阻（ ） 10 個 紐扣電池 1 個 導線 若干 萬能 板 1 塊 USB 電源線 1 根 電源接頭 1 個 電容 2 個 晶振 2 個 LED 二極管 1 個 排針、引腳 若干 表 第 15 頁 第六章 測試結果及分析 、 軟件設計 本電路軟件設計采用 C 語言編寫程序（具體程序在附加中給出）。程序設計主要包括簡易計算的編程，按鍵編程，時間控制編程，液晶屏 LCD1602 的顯示編程（共四條程序，編程采用程序模塊式）。 程序編程好后，編譯沒有出