【正文】 ......................................... 32 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 33 致謝 ....................................................................................................................................... 34 摘 要 單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，由于他的微小、易用、多功能在智能儀器、家用電器、電子通信、工業(yè)控制等方面應(yīng)用廣泛。 AT89S52 單片機(jī)功耗小 、 電壓可選用 ～ 6V 電壓供電； DS1302 時鐘芯片是美國 DALLAS 公司推出的具有涓細(xì)電流充電功能的低功耗實(shí)時時鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計(jì)時；數(shù)字顯示是采用的LCD 液晶顯示屏來顯示，可以同時顯示年、月、 日、星期、時、分、秒和溫度等信息。 Digital display is USES LED LCD screen to display, can also shows that year, month, day, week, when, minutes and seconds and temperature and other information. KEY WORDS Calendar。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機(jī)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(jī)械鐘或表。 本設(shè)計(jì)為軟件，硬件相結(jié)合的一組設(shè)計(jì)。 AT89C52 是由 ATMEL 公司推出的一種小型單片機(jī)。 選題背景及研究的目的與意義 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的目的 電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚奈锲罚瑥V泛用于個人家庭以及車站 碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來了極大的方便。我們利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)制作的電子萬年歷，可以很方便的由軟件編程進(jìn)行功能的調(diào)整和改進(jìn)，使其能夠準(zhǔn)確顯示年月 日 時間 星期的同時，還 能具有很多其他功能。 研究內(nèi)容 選用 電子萬年歷 芯片時，應(yīng)重點(diǎn)考慮 功能實(shí)在、使用方便、單片存儲、低功耗、抗斷電的器件。 通過編程、編譯、調(diào)試，把程序下載到單片機(jī)上運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎涉及了社會的各個領(lǐng)域，有力的推動了社會的發(fā)展和信息化社會程度的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 提高，同時使現(xiàn)在電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍有著非常重要意義。例如奧運(yùn)會倒計(jì)時顯示屏、鐵路安全顯示屏、生產(chǎn)線看板、體育比賽記時屏、大型室外高亮度時鐘等，這類產(chǎn)品覆蓋銀行、醫(yī)院、地鐵車站、體育運(yùn)動、電視臺、監(jiān)控系統(tǒng)、高大建筑物等行業(yè)。因此有必要對數(shù)字電子鐘進(jìn)行改進(jìn) 。但是由于受到機(jī)械結(jié)構(gòu)、動力和體積的限制，在功能、性能以及造價(jià)上都沒辦法與電子時鐘相比。因此， 電子鐘的研究有著良好的發(fā)展前景和市場潛力 。它與其他軟件最大的不同及最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠仿真大量的單片機(jī)芯片比如 MCS51 系列，以及單片機(jī)的外圍電路，比如鍵盤 、 LED 等。該方法既能驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否滿足實(shí)際的技術(shù)要求，又能提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與質(zhì)量，降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)價(jià)值。 創(chuàng)新要求： 加入一個檢測溫度的系統(tǒng)并能在 LCD 上顯示 系統(tǒng)基本方案的選擇和論證 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證： 方案一 : 采用傳統(tǒng)的 AT89C51 作為電機(jī)的控制核心。其主要特點(diǎn)如下： 8KB Flash ROM，可以擦除 1000 次以上，數(shù)據(jù)保存 10 年。 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)格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示。所以不采用此方案。 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，可以去除 A/D模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。數(shù)字式溫度傳感器 。更重要的是， DS1302 可以在很小電流的后備電源（ ～ 電源，再 時耗電小于 300nA），而且 DS1302 可以編程選擇多種充電電流來隊(duì)后備電源進(jìn)圖 。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。單片機(jī)的主要特點(diǎn)有： 集成度高、功能強(qiáng)： 微型計(jì)算機(jī)通常由中央處理器 (CPU)、存儲器 (RAM, ROM)以及 I/O 接口組成，其各部分分別集成在不同的芯片上。 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)的定時 /計(jì)數(shù)器為 16 位，而 Z80 微型計(jì)算機(jī)只有 8 位， MCS51 系列單片機(jī)中不但有 4 個并行 I/O 接口，而且還有串行接口，且時鐘頻率可達(dá) 12MHz。單片機(jī)采用上述結(jié)構(gòu)主要有四點(diǎn)好 處 —— 存儲量大、速度快、抗干擾性、強(qiáng)指令豐富。根據(jù)不同用途，還配有許多專用接口 ，如打印機(jī)接口、鍵盤及顯示器接口， PLA(可編程邏輯陣列 )譯碼輸出接口，有些甚至還包括 A/D, D/A 轉(zhuǎn)換， PLL(鎖相環(huán) )，聲音合成等電路。它是 8 位機(jī)的早期產(chǎn)品，如 Mostek 公司的 3870, Intel 公司的 8048等單片機(jī)即屬此類。由于這類單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域較廣，其結(jié)構(gòu)和性能還在不斷地改進(jìn)和發(fā)展。近來， 32 位單片機(jī)己進(jìn)入實(shí)用階段，但還未引入國內(nèi)市場。 主要特性 ： 與 MCS51 完全 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時 間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位 定時器 /計(jì)數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片 內(nèi)振蕩器和時鐘電路 功能性概述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計(jì)數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 AT89C51的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)介紹 單片機(jī)電路是系統(tǒng)控制的核心。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉 電阻。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口除了作為一般的 I/0 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 所示。 ALE：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 ，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。如 EA 端為高電平（接 VCC端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 時鐘振蕩器： N C X T A L 2X T A L 1G N DX T A L 2X T A L 1G N D 圖 內(nèi)部振蕩電路與外部振蕩電路 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。采用外部時鐘的電路如圖 所示，這種情況下 ，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。用于產(chǎn)生這個時間的電路就是時鐘電路。 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄存在時鐘精度不高，易受環(huán)境影響。若采用單片機(jī)計(jì)時，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測控系統(tǒng)可能不允許。 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。上電動行時，在 Vcc 大于等于 之前， RST 必須 保持低電平。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 在使用中不需要任何外圍元件。 通過編程可實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字讀數(shù)方式。 顯示模塊介紹 MLO16液晶模塊采用 HD44780控制器。 BF位 1時，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接收數(shù)據(jù)。 本章小結(jié) 本章主要敘述了控制系統(tǒng)的硬件電路 的功能和設(shè)計(jì) 。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主程序采用了自上而下的設(shè)計(jì)思路。首先介紹軟件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，然后在說明軟件的操作方法，然后列出軟件相應(yīng)的子程序流程圖與程序清單。在設(shè)計(jì)過程中也可以通過此方法調(diào)整圖紙的大小。然后再在“ Keywords”中輸入其他所需的元器件，用同樣的方法進(jìn)行操作。再用同樣的方法把 DS1302 放入到圖紙的合適位置。沿 Y 軸對稱，沿 X 軸對稱。具體操作是：單擊要連線的一個引腳，連出適當(dāng)?shù)木嚯x后雙擊，另一個 引腳也同樣操作，單擊“ LBL”按鈕，在彈出的窗口中的“ String”中填入名稱，如“ A” ，對 OUT7引腳進(jìn)行同樣的操作，在“ String”中也填入名稱“ A”，這樣就完成了引腳的網(wǎng)絡(luò)連接，這個好處避免兩個距離比較遠(yuǎn)的器件進(jìn)行真實(shí)線的連接，使布線美觀。 圖 工程文件的建立、設(shè)置與目標(biāo)文件的獲得 單片機(jī)開發(fā)中除必要的 硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的 軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 建立工程文件 在項(xiàng)目開發(fā)中，并不是僅有一個源程序就行了，還要為這個項(xiàng)目選擇 CPU（ Keil支持?jǐn)?shù)百種 CPU，而這些 CPU 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調(diào)試的方式，有一些項(xiàng)目還會有多個文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程（ Project）這一概念，將這些參數(shù)設(shè)置和所需的所有文件都加在一個工程中，只能對工程而不能對單一的源程序進(jìn)行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步地來建立工程。 雙 擊 文件，將文件加入項(xiàng)目，注意，在文件加入項(xiàng)目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時常會誤認(rèn)為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現(xiàn)如圖 4 所示的對話框，提示你所選文件已在列表中，此時應(yīng)點(diǎn)擊“確定”， 返回 前一對話框，然后點(diǎn)擊“ Close” 即可 返回主界面，返回后，點(diǎn)擊“ Source Group 1”前的加號，會發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。 設(shè)置對話框中 的 Target 頁面，如 圖 5 所示， Xtal 后面 的數(shù)值是晶振 頻率 值，默認(rèn)值是所選 目標(biāo) CPU 的 最高可用頻率值，對于 我們所選的 AT89C51 而言 是 24M，該數(shù)值與最終產(chǎn)生的目標(biāo)代碼無關(guān)，僅用于軟件模擬調(diào)試時顯示程序執(zhí)行時間。Use onchip ROM 選擇 項(xiàng)，確認(rèn)是否僅使用片內(nèi) ROM（ 注意：選中該項(xiàng)并不會影響最終生成的目標(biāo)代碼量）； Operating 項(xiàng)是操作系統(tǒng)選擇， Keil 提供 了兩種操作系統(tǒng)： Rtx tiny 和 Rtx full， 關(guān)于 操作系統(tǒng)是另外一個很大的話題了，通常我們不使用任何操作系統(tǒng)，即使用該項(xiàng)的默認(rèn)值 :None（不使用任何 操作系統(tǒng)）； Off Chip Code memory 用以 確定系統(tǒng) 擴(kuò)展 ROM 的地址范圍， Off Chip xData memory 組用于確定系統(tǒng) 擴(kuò) 展 RAM的地址范圍，這些選擇項(xiàng)必須根據(jù)所用硬件來決定，由于該例是單片應(yīng)用， 未 進(jìn)行任何擴(kuò)展，所以均不重新選擇，按默認(rèn)值設(shè)置。按鈕 “ Select Folder for objects” 是用來選擇最終的目標(biāo)文件所在的文件夾，默認(rèn)是與工程文件在同一 個文件夾中。 Listing 標(biāo)簽頁用于調(diào)整生成的列表文件選項(xiàng)。默認(rèn)的是速 度優(yōu)先，可根據(jù)需要更改。 以上操作也可以通過工具欄按鈕 直接 進(jìn)行。 圖 本章小結(jié) 在開發(fā)產(chǎn)品時，有時軟件（也就是應(yīng)用程序）先行予硬件設(shè)計(jì)，可以用軟件模擬仿真器對應(yīng)用程序進(jìn)行軟件模擬調(diào)試。而且 所設(shè)計(jì)的。 Keil提供了一種仿真器 d