【正文】 8 頁 共 40 頁 電路為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列。 中斷控制系統(tǒng)： AT89C52 單片機的中斷功能較強，以滿足控制應(yīng)用的需要。 定時器 /計數(shù)器： AT89C52 共有 2個 16 位的定時器 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結(jié)果對計算機進行控制。 AT89C52 AT89C52 主控模塊 鍵盤模塊 DS18B20 溫度采集模塊 LCD 顯示模塊 DS1302 時鐘模塊 第 7 頁 共 40 頁 的 CPU 能處理 8位二進制數(shù)或代碼。 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52 單片機采用高性能的靜態(tài) 80C51 設(shè)計，并采用先進工藝制造，還帶有非易失性 Flash 程序存儲器。 溫度采集模塊：感應(yīng)和提供溫度。硬件設(shè)計總體框圖如圖 31所示。 DS1302 時鐘日歷芯片，穩(wěn)定性高誤差小。 方案比較：選用 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器，與單片機連接簡 單，成本低，還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。 溫度傳感器的選擇 方案一： 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一 個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 方案比較：因為本設(shè)計鍵盤部分簡單需要的按鍵少，故采用獨立式按鍵選擇方案二。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。而本設(shè)計顯示內(nèi)容量大，采用 LCD 液晶顯示畫面效果好，直觀明了，故選用方案二。 但顯示不 夠直觀，太過單調(diào)， 電源設(shè)計復(fù)雜 。選用方案一作為主方案，方案二作為備用方案。 方案二： 采用 FTC10F04 單片機，還帶有非易失性 Flash 程序存儲器。 本文介紹了基于 AT89C52 單片機設(shè)計的電子萬年歷。 二十一世紀的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。由于 該 系統(tǒng)所用元器件較少，單片機所被占用的 I/O口不多，因此系統(tǒng)具有 較強 的可擴展性。 I 目 錄 摘 要 ................................................................... 1 第 1 章 緒論 ............................................................. 2 第 2 章 設(shè)計方案 ......................................................... 3 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 .............................................. 3 單片機的選擇 .................................................... 3 顯示模塊的選擇 .................................................. 3 鍵盤模塊的選擇 .................................................. 3 時鐘芯片的選擇 .................................................. 4 溫度傳感器的選擇 ................................................ 4 電路設(shè)計最終方案決定 ................................................ 5 第 3 章 硬件設(shè)計 ......................................................... 6 AT89C52 單片機 ...................................................... 6 AT89C52 的信號引腳 .............................................. 8 DS1302 時鐘模塊 .................................................... 10 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 ................................................. 11 工作原理 ....................................................... 12 寄存器和控制命令 ............................................... 12 DS18B20 溫度采集模塊 ............................................... 14 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 ................................................. 15 測溫原理 ....................................................... 15 工作過程及時序 ................................................. 16 鍵盤模塊 ........................................................... 20 LCD 顯示模塊 ....................................................... 21 II 第 4 章 軟件設(shè)計 ........................................................ 23 溫度采集軟件 ....................................................... 23 陽歷軟件設(shè)計 ....................................................... 24 陰歷軟件設(shè)計 ....................................................... 26 LCD 顯示系統(tǒng) ....................................................... 29 按鍵系統(tǒng) ........................................................... 30 系統(tǒng)主流程圖 ....................................................... 31 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 32 調(diào)試過程 ........................................................... 32 仿真結(jié)果 ........................................................... 33 總 結(jié) .................................................................. 34 參考文獻 ................................................................ 35 附錄 1 整機電路圖 ....................................................... 36 附錄 2 元件明細表 ....................................................... 37 附錄 3 系統(tǒng)主程序 ....................................................... 38 第 1 頁 共 40 頁 摘 要 電子萬年歷能顯示：年、月、日、時、分、秒及星期信息，并具有可調(diào)整日期和時間功能。要求該系統(tǒng)具有如下特點和功能： 、月、日和時、分、秒； ，可調(diào)整公歷年、月、日和時、分、秒； ，當(dāng)市電停電時，不但萬年歷所有數(shù)據(jù)不丟失，且萬年歷照常運行（有后備電池供電，可供數(shù)年）； 2099年。 進度安排： 要有較為詳細的時間安排（時間具體到周）； 第 2～ 4周：查找資料，選擇參考方案； 第 5～ 6周：確定方案； 第 7～ 8周：查找資料，進行單元電路的設(shè)計； 第 9～ 10周：整機電路整機與分析； 第 11～ 12周：整理報告，定稿； 第 13～ 14周：制作 PPT，準備答辯； 第 15周：答辯。選用的是單片機 AT89C52 來實現(xiàn)電子萬年歷的功能。軟件程序均采用 C語言編寫，便于移植與升級。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機械鐘或表。 首先介紹單片機的發(fā)展與其在中低端領(lǐng)域中的優(yōu)勢以及課題的開發(fā)意義 ， 接著介紹了 AT89C52 單片機的硬件結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了萬年歷基本電路的設(shè)計 ， 然后使用單片機 C 語言進行萬年歷程序的設(shè)計，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，使得邏輯關(guān)系簡單明了，維護方便。它是一種高性能、低功耗的 8位 CMOS 微處理芯片，市場應(yīng)用最多。 顯示模塊的選擇 方案 一 ：使用傳統(tǒng)的 LED 數(shù)碼管顯示。 方案 二 ：使用液晶顯示屏顯示 時間數(shù)字 。 鍵盤模塊的選擇 在對日期和時間進行控制，對日期和時間進行調(diào)節(jié)校準過程 中，系統(tǒng)需要 產(chǎn)生激勵電流 ，因此需要用按鍵。 方案二：使用矩陣式鍵盤。 時鐘芯片的選擇 方案一： 直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。此設(shè)計方案需用 A/D 轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。而熱敏電阻作為傳感器，成本高，誤差大。數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，測量準確，誤差小范圍廣。 圖 31 硬件設(shè)計框圖 主控模塊： 根據(jù)輸入信息進行處理，并將控制數(shù)據(jù)傳出。 鍵盤模塊：對系統(tǒng)進行操作。它是一種高性能、低功耗的 8 位 CMOS 微處理芯片，市場應(yīng)用最多。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部 RAM）： AT89C52 芯片中共有 256個 RAM 單元，但其中后 128單元被專用寄存器占用，能作為寄存器供用戶使用的只是前 128 單元，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。 圖 32 AT89C52單片機結(jié)構(gòu)框圖 并行 I/O口： AT89C52 共有四個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。 AT89C52共有 5 個中斷源，即外中斷 2 個，定時 /計數(shù)中斷 2 個，串行中斷 1 個。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為 6MHZ 和 12MHZ。 ～ ：只能做一般 I/O 口。 在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 P0 口輸出的低 8位地址鎖存器鎖存起來，以實 現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 EA ：訪問程序存儲控制信號。 XTAL1 和 XTAL2：外接晶體引線端。 以上是 AT89C52 單片機芯片 40條引腳的定義及簡單功能說明。如果把前述的信號定義為引腳第一功能的話，則根據(jù)需要再定義的信號就是它的第二功能。 AT89C52 單片機的備用電源也是以第二功能的方式由 9腳（ RST/VPD）引入的。 對于 30 和 31三個引腳，由于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾。實時時鐘 /日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每個月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時時間格式。 此外 ， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 RST是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。上電運行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電電 源 控 制 輸入移位 寄存器 振蕩器與分頻器 實時時鐘 命令與控制 邏輯 31*8RAM Vcc1 Vcc2 GND I/O SCLK RST X1 X2 第 12 頁 共 40 頁 平。 工作原理 DS1302 工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8位地址和命令信息裝入移位寄存器。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和 RAM 的邏輯地址，接著就需要知道如何通過外部接口來訪問這些資源。具體的讀寫時序參考圖 35，但是請注意，無論是哪種同步通訊