【正文】 ,顯示多樣 ,清晰可見 [3],對(duì)于電子萬(wàn)年歷而言，一個(gè) 1602 的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受 ,需要的接口線較多 ,但會(huì)給調(diào)試帶來(lái)諸多方便，所以此設(shè)計(jì)中采用 LCD1602 液晶顯示屏作為顯示模塊 。能于 3V的超低壓工作 ,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,而且運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)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)，避免芯片的多次拔插對(duì)芯片造成的損壞。在軟件方面，主要包括日歷程序 、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。所以，電子萬(wàn)年歷制作無(wú)論從實(shí)用目的，還是從培養(yǎng)能力的角度來(lái)看都是很有價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 通過(guò)以往對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的相關(guān)課程學(xué)習(xí)和理解獨(dú)立完成制作電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)。為了在觀測(cè)時(shí)間的同時(shí)，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬(wàn)年歷誕生了，它集時(shí)間、日期、星期和溫度功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)。 研究結(jié)果表明，由于萬(wàn)年歷的應(yīng)用相當(dāng)普遍，所以其設(shè)計(jì)的核心在于硬件成本的節(jié)約軟件算法的優(yōu)化，力求做到物美價(jià)廉，才能擁有更廣闊的市場(chǎng)前景。此外，該電子萬(wàn)年歷還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。 基于單片機(jī)萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目： 基于單片機(jī)萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng) 用 技 術(shù) 年 級(jí)： 0 9 級(jí) 學(xué) 號(hào) ： 姓 名： 指 導(dǎo) 老 師： I 摘 要 本文借助電路仿真軟件 Protues 對(duì)基于 AT89S51 單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)方法及仿真進(jìn)行了全面的闡述。在軟件方面，主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； DS1302； DS18B20； LCM1602 II Abstract This paper mainly discuss the design and simulation of electronic calender based on AT89S51 with the help of the hardware side, the electronic calendar using AT89C51 microcontroller as the main control center, clock provided by the DS1302 clock chip , 1602LED dot matrix LCD Corporation AT89C51 microcontroller is producted by Atmel Corporation, low power consumption, voltage can be selected 4V~ 6V voltage power supply。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來(lái)了根本性的改變。電子萬(wàn)年歷作為電子類小產(chǎn)品不僅是市場(chǎng)上的寵兒，也是是單片機(jī)設(shè)計(jì)培訓(xùn)中一個(gè)很實(shí)用的題目。本電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)在硬件方面主要采用 AT89S51 單片機(jī)作為主控核心 ，由 DS1302 時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、 1602LCM 點(diǎn)陣液晶顯示屏顯示。所有程序編寫完成后，在 Keil 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。 顯示模塊選擇方案和論證 方案 一 ： 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 。 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、 3 秒計(jì)數(shù)。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。采用普通 晶振 [4]。 方案二： 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路 [6]。 4 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第一節(jié) 電路設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)框圖如圖 1 所示。 DS1302內(nèi)部有一個(gè) 31*8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。此外， AT89S51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要我們操心， 1 然后再實(shí)行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯(cuò)，如果不對(duì)端口置1，端口鎖存器原來(lái)的狀態(tài)有可能為 0Q 端為 0Q^為 1 加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為 1，該場(chǎng)效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為 1，也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的 1 信號(hào)讀入后不一定是 1。 7 圖 2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)中斷系統(tǒng) 在提及單片機(jī)的最小系統(tǒng)后，現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的另一重要應(yīng)用系統(tǒng)即中斷系統(tǒng)做一個(gè)比較詳細(xì)的介紹。所謂的 中斷就是，當(dāng) CPU正在處理某項(xiàng)事務(wù)的時(shí)候，如果外界或者內(nèi)部發(fā)生了緊急事件，要求CPU 暫停正在處理工作而去處理這個(gè)緊急事件，待處理完后，再回到原來(lái)中斷的地方，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)被中斷的程序，這個(gè)過(guò)程稱作中斷。外部中斷 0(INT0)來(lái)自 引腳，通過(guò)外 部中斷 0 觸發(fā)方式控制位IT0()，來(lái)決定中斷輸入信號(hào)是低電平有效還是負(fù)跳變有效。 TF0（ ），片內(nèi)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。 MCS51 單片機(jī)為用戶提供了四個(gè)專用寄存器，來(lái)控制單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。當(dāng)中斷響應(yīng)完成轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件把 IE0（或 IE1）清零， 當(dāng)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)，相應(yīng)的溢出標(biāo)志位由硬件置“ 1”。串行中斷請(qǐng)求由 TI和 RI的邏輯或得到。當(dāng)總控制位為禁止時(shí)，關(guān)閉整個(gè)中斷系統(tǒng)，不管分控 制為狀態(tài)如何，整個(gè)中斷系統(tǒng)為禁止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)總控制位為允許時(shí)，開放中斷系統(tǒng)，這時(shí)才能由各分控制位設(shè)置各自中斷的允許與禁止。中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（ IP） MCS51 單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)控制比較簡(jiǎn)單，因?yàn)橄到y(tǒng)只定義了高、低 2個(gè)優(yōu)先級(jí)。 9 時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì) DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 為時(shí)鐘輸入端。 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用無(wú)需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 至 無(wú)需備用電源 測(cè) 量溫度范圍為 55 度至 +125 度。 VDD接 5V 電源， VSS 接地。 E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。圖 6 為 DS1302 的控制字，此控制字的位 7必須置 1，若為 0 則不能把對(duì) DS1302 進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 /輸出的。 (2) DS1302 的控制字 DS1302 的控制字如圖 6 所示。如下圖 7所示： 13 圖 7 DS1302 讀與寫的 時(shí)序圖 (3) DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD碼形式 ,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見圖 8。 14 LCM1602 工作原理及說(shuō)明 (1)寄存器選擇控制 1602 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來(lái)的 2 條線是背光電源線。數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H)。 16 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 程序流程框圖 圖 10 主程序流程圖 主程序流程圖如上圖 10 所示。 開始 初始化 讀、寫日 期、時(shí)間和溫度 分離日期 \時(shí)間 \溫度顯示值 顯示子程序 日期、時(shí)間修改子程序 閏月子程序 返回 17 開 始控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 年 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效年 減 1年 加 1減 鍵 有 效控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 小 時(shí) 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效分 鐘 減 1小 時(shí) 加 1減 鍵 有 效控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 日 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效年 減 1日 加 1減 鍵 有 效控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 月 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效月 減 1月 加 1減 鍵 有 效控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 星 期 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效星 期 減 1星 期 加 1減 鍵 有 效控 制 鍵 有 效 進(jìn) 入 分 鐘 調(diào) 整 程 序等 待 按 鍵 程 序加 鍵 有 效分 鐘 減 1分 鐘 加 1減 鍵 有 效按 鍵 有 效 ， 跳 出 時(shí) 間 調(diào) 整 程 序 ， 進(jìn) 入 主循 環(huán) 程 序 圖 11 時(shí)間調(diào)整程序流程圖 18 第二節(jié) 子程序 由于本系統(tǒng)程序涉及的可編程器件有 LCM1602， DS18B20 以及 DS1302，各芯片的控制字及數(shù)據(jù)讀寫如果混雜，將會(huì)使程序可讀性大大降低，因此采用子程序的方法進(jìn)行調(diào)用并將其封裝于各自的頭文件中。在不通電狀態(tài)下用萬(wàn)用表檢測(cè)電路是否正常連接，在檢查回路時(shí)發(fā)現(xiàn)有的點(diǎn)之間看似連接，但由于虛焊導(dǎo)致其并無(wú)電氣連接，只能對(duì)焊腳進(jìn)行在加工直到解決問題。首先必須對(duì)可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。所以在調(diào)用溫度子程序時(shí)，先關(guān)閉定時(shí)器 1中斷允許，在溫度子程序反回時(shí)再打開定時(shí)器 1 中斷允許。在時(shí)鐘芯片的選擇上，若直接采用單片機(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)。最后選擇了 DS18B20,此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。 美中不足的是并沒有給出與陽(yáng)歷同步的陰歷算法，久經(jīng)思索卻終究未能達(dá)成。在此，謹(jǐn)對(duì)培育我的母校、教導(dǎo)我的老師、幫助我的同學(xué)們致予最誠(chéng)摯的謝意和敬意。 在畢業(yè)之際，我衷心地同學(xué)和朋友們?cè)谝院蟮娜松缆飞显阶咴綄拸V，也深深相信在未來(lái)的日子里我們將一路攜手前行，會(huì) 遇到 很多的碰撞和交流，我們將始終記得我們?cè)谌T峽 職 業(yè)技術(shù)學(xué) 院同窗學(xué)習(xí)，這將是我克服困難、不斷前進(jìn)的精神動(dòng)力。 uchar year1[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}。 //i 循環(huán)數(shù)， k 溫度緩存， jj 地址位 uint temp。//下調(diào) sbit b4=P3^3。i6。 lcdshuju(a[10i*2]+0x30)。i++) {b[i]=