【正文】 1 摘要 本設(shè)計(jì)是基于 51 系列的單片機(jī)進(jìn)行的實(shí)時(shí)日歷和時(shí)鐘顯示設(shè)計(jì)，可以 顯示年月日時(shí)分秒及周信息，具有可調(diào)整日期和時(shí)間功能。 在設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)單片機(jī)的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)行了比較全面準(zhǔn)備 。 實(shí)時(shí)日歷和時(shí)鐘顯示的設(shè)計(jì)過程在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件部分主要由 AT89S52 單片機(jī)， LED 顯示電路，以及調(diào)時(shí)按鍵電路等組成， 系統(tǒng)通過LED 顯示數(shù)據(jù)，所以具有人性化的操作和直觀的顯示效果 。 軟件方面主要包括時(shí)鐘程序、鍵盤程序，顯示程序等。 本 系統(tǒng)以單片機(jī)的匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié) 構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡(jiǎn)潔明了 ， 以便更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間及日期顯示功能。所有程序編寫完成后，在wave 軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，在 Proteus 軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。 關(guān)鍵詞 ： AT89S52； DS1302； LED 1 概述 在日新月異的 21 世紀(jì)里，家 用 電 子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展 。 許多家電 設(shè)備都趨于人性化、 智能化 ， 這些電器設(shè)備大部分都含有 CPU控制器 或者是 單片機(jī)。 單片機(jī)以其高可靠性、高性價(jià)比、低電壓、低功耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊設(shè)備、日常消費(fèi) 類產(chǎn)品和玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各個(gè)方面，如車間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等。 用單片機(jī)來控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實(shí)用，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。 現(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石 英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需 2 要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用 LED顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。 時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí) 間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；二是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時(shí)鐘芯片有：DS1302， DS12887， X1203 等都可以滿足高精度的要求。 本文設(shè)計(jì)的日歷和時(shí)鐘的顯示廣泛用于小型智能家用電子產(chǎn)品，如電子鐘。利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 進(jìn)行記時(shí)，外加掉電存儲(chǔ)電路和顯示電路，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和顯示。 電子 鐘既可廣泛應(yīng)用于家庭 ,也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓 館、 醫(yī)院 、學(xué)校、企業(yè)、商店 等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門衛(wèi)等場(chǎng)所。 因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。 2 設(shè)計(jì)方案論證 功能要求 能顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期 能對(duì)時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)修正 采用 24小時(shí)制 使用 LED顯示時(shí)間參數(shù) 上電后，電子鐘顯示“ 2020 年 1月 1日” “ 1 時(shí) 1分 1 秒 星期 1” 對(duì)時(shí)，分，秒，日， 月， 年高位為 0時(shí) 做 消隱 處理， 只顯示單個(gè)數(shù)字以增強(qiáng)其可讀性。 3 方案確定 單片機(jī)芯片 的選擇方案和論證 方案一 : 采用 89C51 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 3V 的超低壓工作 ,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP 在線編程技術(shù) , 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 方案二 : 采用 AT89S52,片內(nèi) ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V的超底壓工作；同時(shí)也與 MCS51系列單片機(jī)完全該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為 8KB ROM 存儲(chǔ) 空間，同樣具有89C51 的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，不需要對(duì)芯片多次拔插，所以不會(huì)對(duì)芯片造成損壞。 所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) . 顯示模塊選擇方案和論證 方案一： 采用 LED 液晶顯示屏 ,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見 ,但是價(jià)格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED 液晶顯示屏 。 方案二： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文 字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi) ,且價(jià)格也相對(duì)較高 ,所以也不用此種作為顯示 。 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描 ,LED 數(shù)碼管價(jià)格適中 ,對(duì)于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí) ,占用的單片機(jī)口線少。 4 所以采用了 LED 數(shù)碼管作為顯示。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 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、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高 ,位的 RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ ， 300nA. 電路設(shè)計(jì)最終方案確定 綜上各方案所述 ,對(duì)此次作品的方案選定 : 以單片機(jī) AT89S52 為主控制器，時(shí)間數(shù)據(jù)是通過時(shí)鐘芯片 DS1302 來讀取，并通過 LED 數(shù)碼管顯示出來，并用鍵盤來完成對(duì)當(dāng)前時(shí)間的調(diào)整。 3 主控制器和外圍器件 單片機(jī) AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位 微控制器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。并具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)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(shí)器 /計(jì)