【正文】 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字萬年歷設(shè)計 摘要： 本設(shè)計以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，單片機技術(shù)為核心。 軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu) ，匯編語言編程 。 系統(tǒng)通過 LCD 顯示數(shù)據(jù)，可以顯示公歷日期（年、月、日、時、分、秒） 以及 星期。 在內(nèi)容安排上 首先描述系統(tǒng)硬件工作原理，著重介紹了各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能；其次，詳細(xì)的闡述了程序的各個模塊和實現(xiàn)過程。 關(guān)鍵詞： 單片機 。萬年歷 。DS1302。LCM1602 Design of digital calendar based on MCU AT89S51 Abstract: The design is based on digital integrate circuit, microcontroller technology is the core of the system. The software design uses module structure and adapts microcontroller assemble language. The system can display calendar date, including year, month, week, hour, minute, second and week. The work principle of the system is discussed in this paper, hardware interface and module function are reported primarily in the system. Every module of program is described explicitly. Keywords: MCU 。 Calendar。 DS1302。 LCM1602 1 基于 AT89S51 單片機的數(shù)字萬年歷設(shè)計 摘要 ............................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 設(shè)計要求 .................................................................................................................................. 2 2 方案論證與設(shè)計 ........................................................................................................................ 2 用可編程邏輯器件設(shè)計 ................................................................................................... 2 ................................................................................................................ 3 顯示部分的方案選擇 .......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 晶體振蕩器電路 ……………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 分頻器電路 ……………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 時間計數(shù)器電路 ………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 時鐘電路 …………………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 復(fù)位電路 …………………………………………………………………………………… . 2 錯誤 !未定義書簽。 復(fù)位電路的可靠性設(shè)計 ……………………………………………………………………… ...錯誤 !未定義書簽。 按鍵部分 ……………………………………………………………………………………… ..錯誤 !未定義書簽。 ???????????????????????????????? 5 根據(jù)各模塊的功能互相連接成電子萬年歷的控制電路 ……………………………………5 3各硬件介紹 ................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 AT89S51的引腳說明 ............................................................................................................ 7 發(fā)光二極管指示電路設(shè)計??????????????? ?????????????? 8 蜂鳴器電路設(shè)計?????????????????????????? ?? 8 蜂鳴器的介紹?????????????????????????? ? ..9 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理???????????????????????? ? ..9 LCM1602 簡介 ………………………………………………………………………… 9 DS1302 簡介 ..................................................................................................................10 4 系統(tǒng)硬件 設(shè)計所需的器材???????????????????????? .11 5 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 ....................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 6 系統(tǒng)功能介紹 …………………………………………………………………………… . 12 按鍵介紹 ............................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 星期計算 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 7 主程序流程圖 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 8 安裝制作 ????????????????????????????? ? .14 9 調(diào)試與檢測安全 ??????????????????????????? .14 10結(jié)束語 ........................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 前言 電子萬年歷是實現(xiàn)對年，月，日，時，分，秒數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，車站， 碼頭，辦公室，銀行大廳等場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。 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，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 。鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，在 此 基礎(chǔ)上完成的萬年歷精度高， 功能易于 擴展。 可擴展成為 諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時 3 廣播、自動起閉 路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè) 備、甚至各種定時電氣的自動啟用等電路 。 所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字 時 鐘及擴大其應(yīng)用有著非?，F(xiàn)實的意義。 本 設(shè)計 就是 數(shù)字時鐘簡單的擴展應(yīng)用。 1 設(shè)計要求 本設(shè)計準(zhǔn)備實現(xiàn)的功能： (1) 顯示公歷日期功能（年、月、日、時、分、秒以及星期） (2) 可通過按鍵切換年、月、日及時、分、秒的顯示狀態(tài) (3) 可隨時調(diào)校年、月、日或時、分、秒 (4) 可每次增減一進行時間調(diào)節(jié) (5) 可動態(tài)完整顯示年份，實現(xiàn)真正的萬年歷顯示 2 方案論證與設(shè)計 控制器部分 方案論證 方 案一：可采用 ALTERA 公司的 FLEX10K 系列 PLD 器件。設(shè)計起來結(jié)構(gòu)清晰，各個模塊，從硬件上設(shè)計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。但是考慮到本設(shè)計的特點， EDA 在功能擴展上比較受局限，而且 EDA 占用的資源也相對多一些。從成本上來講，用可編程邏輯器件來設(shè)計也沒有什么優(yōu)勢。 方案二：凌陽 16 位單片機有豐富的中斷源和時基。它的準(zhǔn)確度相當(dāng)高，并且 C 語言和匯編兼容的編程環(huán)境也很方便來實現(xiàn)一些遞歸調(diào)用。 I/O 口功能也比較強大，方便使用。用凌陽 16 位單片機做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可 完成語音的錄制播放和識別。這些都方便對設(shè)計進行擴展，使設(shè)計更加完善。成本也相對低一些。但是，在控制與顯示的結(jié)合上有些復(fù)雜，顯示模組資源相對有限，而且單片機的穩(wěn)定性不是很高，而且就需要完成萬年歷這個不太復(fù)雜的設(shè)計可以不必用凌陽 16 位單片機來完成，采用 51 單片機既能夠?qū)崿F(xiàn)既定功能，成本也不高。 綜合考慮 最后選擇用 51 單片機來作為中心控制器件。 硬件控制電路主要用了 AT89S51 芯片處理器、 LCD 顯示器等。根據(jù)各自芯片的功 4 能互相連接成電子萬年歷的控制電路。軟件控制程序主要有主控程序、電子萬年歷的時間控制程序、時間顯 示及星期顯示程序等組成。主控程序中對整個程序進行控制，進行了初始化程序及計數(shù)器、還有鍵盤功能程序、以及顯示程序等工作，時間控制程序是電子萬年歷中比較重要的部分。時間控制程序體現(xiàn)了年、月、日、時、分、秒及星期的計算方法。時間控制程序主要是定時器 0 計時中斷程序每隔 10ms 中斷一次當(dāng)作一個計數(shù)，每中斷一次則計數(shù)加 1，當(dāng)計數(shù) 100 次時，則表示 1 秒到了，秒變量加 1，同理再判斷是否 1 分鐘到了，再判斷是否 1 小時到了，再判斷是否 1 天到了，再判斷是否 1 月到了，再判斷是否 1 年到了，若計數(shù)到了則相關(guān)變量清除 0。先給出一般年份的每 月天數(shù)。如果是閏年，第二個月天數(shù)不為 28 天，而是 29 天。再用公式 s＝ v－ 1 +〔 (y－ 1/4〕－〔 (y－ 1/100〕 +〔 (y－ 1/400〕 + d 計算當(dāng)前顯示日期是星期幾，當(dāng)調(diào)節(jié)日期時，星期自動的調(diào)整過來。閏年的判斷規(guī)則為，如果該年份是 4 或 100 的整數(shù)倍或者是 400 的整數(shù)倍，則為閏年；否則為非閏年。在我們的這個設(shè)計中由于只涉及 100 年范圍內(nèi)，所以判斷是否閏年就只需要用該年份除 4 來判斷就行了。溫度的顯示主要是靠 ds18b20 采集現(xiàn)在的溫度數(shù)據(jù)， CPU讀取數(shù)據(jù)進行顯示，當(dāng)各自的條件得不到滿足時，對應(yīng)的顯示器狀態(tài)就不發(fā)生改變，只是在滿足條件的情況下，顯示器的狀態(tài)才變化。 圖 1 單片機控制 電路 SCM Control circuit 顯示部分的方案 論證 方案一：采用 8 段數(shù)碼管 雖 經(jīng)濟實惠， 但操作比 液晶顯示來說 略顯繁瑣。 方案 二 ： 液晶顯示方式。液晶顯示效果出眾，可以運用菜單項來方便操作， 比較簡單， 所以，最后選擇 液晶 顯 示方案。 5 圖 2 液晶顯示電路 lcm1602 circuit 系統(tǒng)設(shè)計 晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Hz 的方波信號，可保證 數(shù) 字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定 。 不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體 蕩器電路。 圖 3 DS1302 電路 ds1302 circuit 分頻器電路 分頻器電路將高頻方波信號經(jīng)分頻后得到 1Hz 的方波信號供秒計數(shù)器 進 行計數(shù)，分頻器實際上也就是計數(shù)器。 時間計數(shù)器電路 時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器，分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十 位計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器，分個位和分十位計數(shù)器為 60 進制計數(shù)器而根據(jù)設(shè)計要求，時 個位和時十位計數(shù)器為 12 進制計數(shù)器。 6 時鐘電路 內(nèi)部時鐘電路如圖 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩 。 定時元件通常石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，晶 體 振 蕩器 選擇 12MHZ，電容采用30PF。