【正文】 河南科技大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 課程名稱 單片機(jī)原理 題 目 電子日歷時(shí)鐘 院 系 電子信息工程學(xué)院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 葉宇程 日 期 2021— 06— 11 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 （指導(dǎo)教師填寫） 課程設(shè)計(jì)名稱 單片機(jī) 原理 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 電氣 091 設(shè)計(jì)題目 電子日歷時(shí)鐘 一、 課程設(shè)計(jì)目的 1. 培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，如何利用 Inter 檢索需要的文獻(xiàn)資料。 2. 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 3. 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。 4. 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。 5. 提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫水平。 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容、技術(shù)條件和要求 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 電子 日歷時(shí)鐘系統(tǒng)主要功能為實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，以 AT89S51 單片機(jī)為核心芯片，通過 DS1302 時(shí)鐘芯片的功能擴(kuò)展；在共陰極 LED 數(shù)碼管上或 LM1602 液晶顯示屏上顯示出來。 （ 1）時(shí)鐘芯片選用 DS1302； （ 2）數(shù)碼管選用 4 位共陰極動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管； （ 3）能實(shí)時(shí)顯示年、月、日和時(shí)、分、秒，用數(shù)碼管顯示時(shí)，要求年、月、日與時(shí)、分、秒交替顯示，間隔 1 秒； （ 4）可通過按鍵調(diào)節(jié)、設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。 2 設(shè)計(jì)要求 ? 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)（包括復(fù)位按鈕、晶振電路等）； ? DS1302 時(shí)鐘芯片的控制設(shè)計(jì)。 ? 時(shí)間調(diào)節(jié)按鍵的電路設(shè)計(jì)。 ? 繪制實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)內(nèi)容的硬件電路（原理圖），系統(tǒng)的組成框圖。 ? 相應(yīng)的控制狀態(tài)表； ? 編寫本課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的軟件設(shè)計(jì)（包含程序流程圖和對(duì)程序注釋）。 ? 硬件實(shí)驗(yàn)部分可選用實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試或 Proteus 仿真軟件實(shí)現(xiàn)。 3 總體設(shè)計(jì)思想（供參考） ? 正常情況下運(yùn)行主程序，定時(shí)讀取時(shí)鐘芯片的實(shí)時(shí)時(shí)間，先讀年、月、日，再讀時(shí)、分、秒； ? 時(shí)間調(diào)節(jié)可用 1 按鍵依次切換選擇年、月、日、時(shí)、分、秒，相應(yīng)位閃爍，另 1 按鍵每次加 1 調(diào)節(jié)當(dāng)前的時(shí)間設(shè)置。 ? 按鍵控制建議采用外部中斷執(zhí)行中斷服務(wù)子程序，設(shè)置相應(yīng)的時(shí)間調(diào)節(jié)子程序。 4 設(shè)計(jì)參考 基 于 AT89S51 單片機(jī)的電子日歷時(shí)鐘有電源電路、單片機(jī)主控電路、按鍵控制電路和顯示電路組成， DS1302 的寄存器、控制命令及參考電路如圖 1 和表 表 2 所示： 圖 1 基于 AT89S51 單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)框圖 表 1 DS1302 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表 寄存器名稱 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時(shí)寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日 寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫保護(hù)寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時(shí)鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 表 2 DS14302 內(nèi)部主要寄存器分布表 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存 器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時(shí)寄存器 84H 85H 0112或 0023 12/24 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 5 知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備： ? +5V電源原理及設(shè)計(jì)； ? 單片機(jī)復(fù)位電路工作原理及 設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? 單片機(jī)晶振電路工作原理及設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? 按鍵電路設(shè)計(jì)（了解常用按鍵設(shè)計(jì)方法）。 ? DS1302 芯片特性、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用； ? LM1602 液晶顯示屏特性、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用； ? AT89S51 單片機(jī)引腳資源、引腳分配等； ? 單片機(jī)匯編語言及程序設(shè)計(jì)（中斷、延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)）。 三 時(shí)間進(jìn)度安排 按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定，單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)為 1 周，其進(jìn)度安排和時(shí)間大致分配如下： 1. 十三周周一至周二 查閱資料、進(jìn)行軟、硬件初步設(shè)計(jì)； 2. 十三周周三至周四 上機(jī)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，完善課程 設(shè)計(jì)； 3. 十三周周五、周六 總結(jié)設(shè)計(jì)過程，編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。 四 主要參考文獻(xiàn) 何立民 . 單片機(jī)高級(jí)教程． 第 1 版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 MCS— 51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 張毅剛 修林成 胡振江 編 MCS— 51 單片微型計(jì)算機(jī)原理與開發(fā) 王樹勛 王朝玉 張新發(fā) 編 徐愛鈞 KEIL Cx 單片機(jī)高級(jí)語言編程與 uVision2 應(yīng)用實(shí)踐，北京，電子工業(yè)出版社， 2021 李全利、仲偉峰、徐軍，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社， 2021 五 、設(shè)計(jì)分組及選題安排 電氣 09 092，三個(gè)題目中每人任選一題。 指導(dǎo)教師簽字： 2021 年 05 月 20 日 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... 6 關(guān)鍵詞 ............................................................................................................................. 6 第一章 設(shè)計(jì)要求與硬件選擇 ............................................................................................ 7 單片機(jī)芯片的選擇和介紹 ......................................................................... 7 顯示模塊的選擇和介紹 ............................................................................ 8 時(shí)鐘芯片的選擇和介紹 .......................................................................... 10 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 ..................................................................................... 12 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...................................................................................... 12 電路設(shè)計(jì)框圖 ................................................................................................... 12 系統(tǒng)硬件概述 ................................................................................................... 13 主要單元電路的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 13 單片機(jī)主控模塊的設(shè)計(jì) .......................................................................... 13 時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) .............................................................................. 15 顯示模塊的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 16 按鍵模塊的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 16 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................. 17 主函數(shù)設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 17 ......................................................................................... 17 .................................................................................. 18 DS1302子函數(shù) ........................................................................................... 18 ..................................................................................... 19 .................................................................................. 19 ................................................................................................ 21 第四章 軟件測(cè)試與硬件仿真 .......................................................................................... 23 .......................................................................................................... 23 ...............................