【正文】 片機(jī)的發(fā)展歷程1971 年微處理器研制成功不久，就出現(xiàn)了單片機(jī)，但最早的單片機(jī)是 1 位的，處理能力有限。單片機(jī)的發(fā)展共分四個(gè)階段：第一階段是初級(jí)階段，功能非常簡(jiǎn)單；第二階段是低性能單片機(jī)階段，以 INTEL 公司制造的 MSC48 系列單片機(jī)為代表；第三階段為高性能單片機(jī)階段，這個(gè)階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行接口，多級(jí)中斷系統(tǒng)，16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片內(nèi) ROM、RAM 容量加大，直到現(xiàn)在仍被廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用數(shù)量較多的單片機(jī)；第四階段是 8 位單片機(jī)鞏固發(fā)展以及 16 位單片機(jī)、32 位單片機(jī)推出階段，以滿足不同的用戶需要?？v觀單片機(jī)幾十年的發(fā)展歷程，單片機(jī)的今后發(fā)展方向?qū)⑾蚨喙δ?、高性能、高速度、低功耗、低價(jià)格、外圍電路內(nèi)裝化以及內(nèi)存儲(chǔ)器容量增加和 FLASH 存儲(chǔ)器化方向發(fā)展。1目前，單片機(jī)以其可靠性高和智能性等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域中，并已經(jīng)進(jìn)入家庭。由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的高可靠性，硬、軟件的高利用系數(shù)，優(yōu)異的性能價(jià)格比，使它的應(yīng)用范圍由開(kāi)始傳統(tǒng)的過(guò)程控制，逐步進(jìn)入數(shù)值處理、數(shù)字信號(hào)處理以及圖像處理等高技術(shù)領(lǐng)域。 本論文主要研究?jī)?nèi)容本文設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的電子日歷，主要分兩個(gè)部分來(lái)研究設(shè)計(jì)。(1)硬件設(shè)計(jì)：電路圖包括電源模塊、單片機(jī)模塊、顯示模塊、鍵盤矩陣模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、I2C 儲(chǔ)存模塊等。(2)軟件設(shè)計(jì)：①制定程序流程圖。②用匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言編寫源程序：程序包括主程序模塊、動(dòng)態(tài)顯示程序模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀寫程序模塊、I2C 儲(chǔ)存讀寫程序模塊、按鍵控制程序模塊等。③利用 Protel 軟件對(duì)控制電路軟、硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，檢查其功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)修改源程序，并編譯、下載、調(diào)試，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)反復(fù)調(diào)試論證本文設(shè)計(jì)的電子日歷能準(zhǔn)確地顯示日歷數(shù)據(jù)、能夠調(diào)整時(shí)間可掉電存儲(chǔ)、時(shí)間信息能掉電保持等。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2第 2 章 主要硬件選擇與功能介紹 單片機(jī) AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能、低功耗的CMOS8 位單片機(jī)，帶有非失性 Flash 程序存儲(chǔ)器。主要特點(diǎn)有：（1）8KB Flash ROM，可以檫除 1000 次以上，數(shù)據(jù)保存 10 年。（2）256 字節(jié)內(nèi)部 RAM。（3）電源控制模式：時(shí)鐘可以停止和恢復(fù)；空閑模式；掉電模式；（4）6 個(gè)中斷源。（5）4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。（6）4 個(gè) 8 位 I/O 口。（7）全雙工增強(qiáng)型 UART。（8）3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T0、T1（標(biāo)準(zhǔn) 80C51）和增加的 T2（捕捉和比較） 。 LED 數(shù)碼管顯示器 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示。按能顯示多少個(gè)“8”可分為 1 位、2 位、4 位等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，如圖 21 所示。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極的數(shù)管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。第二章 主要硬件選擇與功能介紹3 圖 21 LED 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)采用 LED 數(shù)碼管作為顯示器，其選取理由有如下幾點(diǎn)：其一，LED 數(shù)碼管相對(duì) LCD 顯示屏比較便宜；其二， LED 數(shù)碼管顯示原理簡(jiǎn)單，LCD 顯示原理相對(duì)復(fù)雜；其三，LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，LCD 結(jié)構(gòu)比較精密；其四，LED 數(shù)碼管的顯示器維修簡(jiǎn)單，而 LCD 顯示屏的維修比較復(fù)雜。 鍵盤結(jié)構(gòu)獨(dú)立式按鍵是指各按鍵相互地接通一條輸入數(shù)據(jù)線。這是簡(jiǎn)單的鍵盤結(jié)構(gòu)，該電路為查詢方式電路，如圖 22 所示。當(dāng)任何一個(gè)鍵按下時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被清 0（低電平） ，而平時(shí)該線為 1（高電平） 。要判別是否有鍵按下，用單片機(jī)的位處理指令十分方便。這種鍵盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，要占用較多的 I/O 線。 圖 22 獨(dú)立式鍵盤結(jié)構(gòu) 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用獨(dú)立式鍵盤，從結(jié)構(gòu)上看獨(dú)立式鍵盤相對(duì)矩陣式鍵盤簡(jiǎn)單，在程序編寫上獨(dú)立式鍵盤比矩陣式鍵盤要簡(jiǎn)單得多，在單片機(jī) I/O 口夠用的情況下，優(yōu)先考慮獨(dú)立式鍵盤。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，月小或月大可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信,僅需用到三條口線：RES ,I/ O 數(shù)據(jù)線和 SCLK 串行時(shí)鐘。 DS1302 的特征如下：31 字節(jié)帶后備電池的 RAM 用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)串行 I/ O 口，管腳數(shù)量少寬范圍工作電壓：2. 0～5. 5V工作電壓 2. 0V 時(shí)，電流小于 300nA讀/ 寫時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送和突發(fā)模式傳送8 腳 DIP 封裝或其他可選封裝方式簡(jiǎn)單的 3 線接口與 TTL 兼容 (Vcc = 5V)可選工業(yè)級(jí)溫度范圍： 40 ℃～+ 85 ℃與 DS1202 兼容 圖 23 DS1302 的外部引腳分配. DS1302 內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS1302 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 24 所示，包含 12 個(gè)寄存器、1 個(gè)電源控制、1 個(gè)通訊與邏輯控制主體、31 字節(jié)靜態(tài) RAM 及實(shí)時(shí)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生計(jì)數(shù)模第二章 主要硬件選擇與功能介紹5塊。 圖 24 DS1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器 DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有 12 個(gè)，如表 21 所示，其中有7 個(gè)寄存器（讀時(shí) 81h～8Dh，寫時(shí) 80h～8Ch） ，存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD碼形式。 表 21 DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器讀寄存器寫寄存器BIT7BIT6 BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0范圍81H 80H CH 秒十位 秒個(gè)位 05983H 82H 0 分十位 分個(gè)位 059AM/PM時(shí)十位11285H 84H 12/240時(shí)十位時(shí)個(gè)位02387H 86H 0 0 日十位 日個(gè)位 13189H 88H 0 0 0月十位月個(gè)位 1128BH 8AH 0 0 0 0 0 周個(gè)位 178DH 8CH 年十位 年個(gè)位 099電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 68FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 小時(shí)寄存器（85h、84h）的位 7 用于定義 DS1302 是運(yùn)行于 12 小時(shí)模式還是 24 小時(shí)模式。當(dāng)為 1 時(shí)表示選擇 12 小時(shí)模式，當(dāng)為 0 時(shí)表示選擇 24 小時(shí)模式。在 12 小時(shí)模式時(shí)，位 4 是時(shí)十位，位 5 是用于表示當(dāng)前是 AM 還是 PM，當(dāng)為 0 時(shí)表示 AM，當(dāng)為 1 時(shí)表示 PM。在 24 小時(shí)模式時(shí)，位 4 和位 5 是時(shí)十位。 秒寄存器（81h、80h）的位 7 定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH） 。當(dāng)該位置為 1 時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0 時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行?？刂萍拇嫫鳎?Fh、8Eh）的位 7 是寫保護(hù)位（WP） ，其它 7 位均置為 0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和 RAM 的寫操作之前，WP 位必須為0。當(dāng) WP 位為 1 時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。（2）DS1302 有關(guān) RAM 的地址DS1302 中附加 31