【正文】 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） AT89S52 的總線結(jié)構(gòu)： AT89S52 的管腳除了電源、復(fù)位、時鐘接入、用戶 I/O 口部分 P3 外，其余管腳都是為實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的。此外由于 ALE 是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖作用。相對于 MCS51系列芯片而言，其特點如下： 可擦寫 1000 次 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33MHz 32 根可編程 I/O 口線 內(nèi)部 RAM 為 256 字節(jié) 三個 16 位的定時 /計數(shù)器 8 個中斷源 AT89S52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89S52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。DS1302 內(nèi)部有一個 31*8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 所以本次設(shè)計采用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘。 時鐘芯片的選擇方案和論證 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)。 所以本次設(shè)計選擇液晶顯示。 方案二： 點陣式數(shù)碼管顯示。成本也相對低一些。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。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。 3 第 2 章 設(shè)計要求與方案論證 設(shè)計要求 基本要求： （ 1）具有 顯示 年、月、日、星期、時、分、秒等功能； （ 2）萬年歷具有閏月識別顯示功能； （ 3）具備年、月、日、星期、時、分、秒 校準(zhǔn)功能； （ 4）具備溫度報警、節(jié)日提醒、鬧鐘功能 。 DS1302 時鐘芯片內(nèi)部沒有集成備用電源，所以，要對其掉電保護環(huán)節(jié)進行考慮和設(shè)計。 其次，要對選用的芯片進行學(xué)習(xí)，尤其是其工作時序，這是實現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵。第 三次革命就是單片機數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用（電子萬年歷），使計時產(chǎn)品的走時日差從分級縮小到 1/600 萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式， 更加直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，電子萬年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步。為了觀測時間的同時，能夠了接其他與人類密切相關(guān)的信息，比如星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期等功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡單等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨 勢，具有廣闊的市場前景。 未來，萬年歷將會朝著精準(zhǔn)度更高，外觀更加美麗，價格更加實惠的方向發(fā)展，并且將會出現(xiàn)更多的輔助功能。 單片機是集 CPU， RAM，ROM ， 定時 ， 計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上 。 關(guān)鍵詞： 單片機 ， 農(nóng)歷查詢 ， 萬年歷 II ABSTRACT As the rapid development of Singlechip Microputer Application technology, from the navigation device of missile to the various instruments on the aircraft control and from puter munication work and data transmission to industrial realtime automation process control and data processing, as well as the extensive use of the smart card and electronic pets in live, All of this is inseparable from the microcontroller. SCM is set to CPU, RAM, ROM, timing, counting and multiple interfaces in one microcontroller. It has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. This paper designed a electronic clock which can achieve calendar function based on microcontroller, the system consists of main controller AT89C51, clock circuit, display circuit, DS1302circuit, and a reset circuit ponents, the main control system as the control center, DS1302 generates a clock, a 12864 LCD display the date and time, the key can set the time, alarm clock, achieved the clock calendar and time display function, can carry out the time, seconds display. In the future, the calendar will be more accurate, look more beautiful。 電子萬年歷的發(fā)展 二十一世紀(jì)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。 如今電子萬年歷飛入了尋常百姓家，掛式、臺式以及帶裝飾畫面等豐富的電子萬年歷數(shù)不勝數(shù)，不但滿足了精準(zhǔn)的計時需求，還將計時帶上了科技時尚的味道。溫度檢測采用 DS18B20，由于 DS18B20 是單總線溫度傳感器，所以，對其控制需要較嚴(yán)格 2 的時序。 顯示器件選用 12864 液晶模塊，由于液晶模塊在寫入指令或數(shù)據(jù) 后，要經(jīng)過一段時間才能完成內(nèi)部動作，所以，對其讀寫控制時要有必要的延時，以等待液晶模塊完成內(nèi)部動作，才能使寫入的數(shù)據(jù)或指令有效。 方案論證 控制部分的方案選擇 方案一： 用可編程邏輯器件設(shè)計。 但是 用可編程邏輯器件 設(shè)計 成本 較高 。 I/O 口功能也比較強大，方便使用。 所以本次設(shè)計選用 8 位單片機設(shè)計。點陣式數(shù)碼管顯示對于顯示文字比較適合，如采用在 顯示數(shù)字顯得太浪費，且價格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。 4 單片機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 存儲空間，而且與 MCS52 系列單片機完全兼容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備 ISP 在線編程技術(shù)；當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰?捎 入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。采用此種方案 雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。 5 第 3 章 硬件設(shè)計 電路的設(shè)計框圖 本設(shè)計采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng)；采用 DS1302 提供 時鐘；采用 12864液晶顯示作為顯示部分；采用 24C02C作為存 儲模塊；采用 DS18B20溫度傳感作為溫度采集系統(tǒng)；采用四按鍵調(diào)整系統(tǒng)；采用蜂鳴器報警系統(tǒng)?？僧a(chǎn)生年、月、 日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；溫度的采集由 DS18B20構(gòu)成；由于 24C02C 采用 I2C總線結(jié)構(gòu)，操作簡單而且具有掉電保存數(shù)據(jù)的能力，所有鬧鐘的定時時間以及鬧鐘的開關(guān)用 24C02C來存儲。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 PSEN 外部程序存儲器讀選取通信號：在讀外部 ROM 時 PSEN 有效 （低電平），以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。這些管腳構(gòu)成了三總線形式，即： 地址總線（ AB）：地址總線寬度為 16 位，因此，其外部存儲器直接地址外圍為 64K字節(jié)。 AT89S52 結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 （ 2）時鐘振蕩電路如圖 所示： 圖 時鐘 振 蕩電路 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路是使單片機的 CPU 或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這上狀態(tài)開始工作。按鍵復(fù)位電路：它不僅具有上電復(fù)位電路的功能，同時它的操作比上電復(fù)位電路的操作要簡單的多。 圖 按鍵復(fù)位電路 復(fù)位電路工作原理： 上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。本設(shè)計選用 上電復(fù)位 電路。 C ~+125176。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器：用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。第 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。如要采用寄生工作方式，只要將 VDD 電源引腳與單總線并聯(lián)即可。 DS18B20 的單總線數(shù)據(jù)傳輸特點，決定了它嚴(yán)格的控制時序。因此，為了讀取從時間片開始算起 15 微秒的數(shù)據(jù)線狀態(tài)，微控制器必須停止把數(shù)據(jù)線驅(qū)動至低電平。 圖 DS18B20 讀時間間隙 時鐘電路設(shè)計 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片， 附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 的外部引腳分配如圖 所示。 SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； RST ：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8+8（ 8 位地址 +8 位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下最多可達 248 的數(shù)據(jù)。 圖 DS1302 與單片機的連接電路原理圖 顯示電路設(shè)計 液晶顯示的原理是利用利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示。 在本萬年歷當(dāng)中 12864 液晶顯示顯示當(dāng)前的實時時間和溫度及重要的陰陽歷節(jié)日等功能。12864 的指令集分為基本指令集和擴充指令集，擴充指令集提供繪圖功能，可以顯示圖片；在本設(shè)計當(dāng)中，僅需要基本指令集以顯示漢字、數(shù)字和字母，表 給出 12864 的基本指令集。在功能設(shè)定指令中 DL=1(必須為 1)， RE=1，擴充指令集動作， RE=0,基本指令集動作。 本系統(tǒng)采用四個按鍵和微處理器對話，可以修改時間，設(shè)定定時時間。 開 始月 加當(dāng) 前 月加 一置 陽 歷 總 天 數(shù)總 天 數(shù) 中加 入 號 數(shù)當(dāng) 前 號 數(shù)是 總 天 數(shù)計 算 陽 歷 天 數(shù) 結(jié) 束 ， 總天 數(shù) 中 的 數(shù) 據(jù) 為 當(dāng) 前 日期 在 陽 歷 中 的 第 幾 天與 當(dāng)前 月 同YNYN 圖 計算陽歷的流程圖 時間調(diào)整程序流程圖 時間調(diào)整程序中，在對數(shù)據(jù)加一處理程序中，需要對各數(shù)據(jù)范圍進行判斷，年的最大值為 99，即該系統(tǒng)最長可顯示到 2099 年的日期、時間。 19 圖 時間調(diào)整程序流程圖 開始 控制鍵有效，進入年調(diào)整程序 等待按鍵程序 加鍵有效 減鍵有效 年加一 年減一 控制鍵有效，進入日調(diào)整程序 控制鍵有效，進入月調(diào)整程序 等待按鍵程序 加鍵有效 減鍵有效 月加一 月減一 控制鍵有效，進入星期調(diào)整程序 等待按鍵程序 加鍵有效 減鍵有效 日加一 日減一 控制鍵有效，進入小時調(diào)整程序 等待按鍵程序 加鍵有效 減鍵有效 星期加一 星期減一 控制鍵有效，進入分鐘調(diào)整程序 等待按鍵程序 等待按鍵程序 加鍵有效 減鍵有效 小時加一 小時減一 加鍵有效 減鍵有效 分鐘加一 分鐘減一 按鍵有效，跳出時間調(diào)整程序，進入主循環(huán)程序 20 時鐘芯片讀寫程序流程 在該系統(tǒng)中，微控制器所做的主要工作就是不斷的讀取時鐘芯片內(nèi)部的日歷寄存器數(shù)據(jù)并將其顯示在液晶屏幕上。該系統(tǒng)采用 DS18B20 作為溫度傳感器，一個微控制器引腳可以掛接多個 DS18B20，在微控制器發(fā)送指令時，究竟哪一個 DS18B20 接收指令，由 ROM 匹配環(huán)節(jié)確定。每一個集成芯片都有相應(yīng)的控制方法 ，即工作時序。經(jīng)仔細閱讀資料發(fā)現(xiàn)時鐘芯片 D