【正文】 輸入 /輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片，一片 MAX7219 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) 7 段（包括小數(shù)點(diǎn)共 8 段）數(shù)字 LED、 LED 條線圖形顯示器、或 64 個(gè)分立的 LED 發(fā)光二級管。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc?之前， RST 必須保持低電平。 V c c 21X12X23GND4R S T5I /O6S C L K7V c c 18D S 1302U3 圖 32 DS1302 管腳圖 單片機(jī)電子日歷 10 RST 是復(fù)位、片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 綜合以上考慮，由于 電子日歷需要顯示年月日時(shí)分秒等，需十多個(gè)數(shù)碼管，并 考慮到 CPU 工作效率與電源效率，本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)的 共 陰 極 LED 顯示。顯示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。對于 51 單片機(jī)，可以在并行口上擴(kuò)展多片鎖存 74LS573 作為靜態(tài)顯示器接口。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極數(shù)碼管， 單片機(jī)電子日歷 8 陰極連在一起的稱為共陰極數(shù)碼管，如圖 31 所示。所以選用 AT89C51 單片機(jī)作為電子日歷系統(tǒng)的控制主機(jī)。時(shí)鐘的顯示通過 MAX7219 芯片對 LED 數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)顯示，可以支持多個(gè)數(shù)碼管的同時(shí)顯示，不僅可以節(jié)約單片機(jī)的控制端口，同時(shí)支持多個(gè)LED 的同時(shí)穩(wěn)定顯示。 單片機(jī)電子日歷 6 第 2 章 系統(tǒng) 整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能要求 電子日歷是一套完整的時(shí)間顯示系統(tǒng)，采用單片機(jī)等控制設(shè)計(jì)作為核心控制器，并能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的日期，能夠設(shè)置時(shí)間等操作，其具體功能要求如下： 能夠顯示年月日，時(shí)分秒、星期； 提供相關(guān)按鍵，可以對時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)的設(shè)置和修改； 采用二十四小時(shí)制顯示時(shí)間 ，并具有閏年補(bǔ)償功能； 使用 LED 數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間日期； 具備基本的電路和時(shí)間復(fù)位功能； 有備用電源，可以實(shí)現(xiàn)斷電后持續(xù)顯示時(shí)間的功能。 第 3 章介紹了單片機(jī)電子日歷系統(tǒng)的主要元器件選擇，主要是作為主控制器的單片機(jī) AT89C5時(shí)間產(chǎn)生芯片 DS130時(shí)間日期顯示的 LED 數(shù)碼管以及為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)的芯片 MAX7219。 本文主要研究內(nèi)容 本文設(shè)計(jì) 一種基于單片機(jī)控制的電子日歷控制系統(tǒng)，以 AT89C51 單片機(jī)為主控制器，與時(shí)鐘芯片 DS130按鍵輸入、 LED 顯示等電路模塊組成硬件系統(tǒng) ， 可以對年、月、日、時(shí)、分、秒 和星期 進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。 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)。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用（電子 日 歷），使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級縮小 到 1/600 萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)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，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日 常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子 日歷 的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步 。 由于 人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時(shí)間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來越多。電子日歷 采用 MAX7219 芯片作為 LED 顯示驅(qū)動(dòng)，可以支持更多數(shù)碼管的穩(wěn)定顯示，采用直觀的數(shù)字顯示 在 LED 顯示器上，并設(shè)有獨(dú)立的按鍵控制，可以根據(jù)使用者的需要隨時(shí)對時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)和時(shí)間選擇，同時(shí)具有備用電源，停電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的持續(xù)供電。 以串行時(shí)鐘日歷芯片 DS1302 記錄日歷和時(shí)間，它可以對年、月、日、時(shí)、分、秒 和星期 進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭 ， 單片機(jī)開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須 掌握的技術(shù)。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時(shí)精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時(shí)月差從 分級縮小到秒級。 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，片選的靈活性好。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。 第 2 章主要介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足的一些基本功能要求，以及基于單片機(jī)的電子日歷總體設(shè)計(jì)框圖及相關(guān)分析。 第 6 章總結(jié)了本文的主要工作。系統(tǒng)配有時(shí)間產(chǎn)生的時(shí)鐘芯片 DS1302，可以實(shí)現(xiàn)對 對年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能。 由于 AT89C51 單片機(jī)片內(nèi)有 4K 字節(jié)的在線編程 Flash 存儲器，可以擦寫 1000次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能，對設(shè)計(jì)開發(fā)非常實(shí)用?？刂葡鄳?yīng)的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符，盡管顯示的字符形狀有些失真，能顯示的數(shù)符數(shù)量也有限，但其 控制簡單，使有也方便。這種顯示方法為每一們都需要有一個(gè) 8 位輸出口控制。雖然在同一時(shí)刻只有一位顯示器在工作（點(diǎn) 畢 業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 亮），但利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄 滅時(shí)的余輝效應(yīng)，看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。 動(dòng)態(tài)顯示器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件資源，成本較低，但在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要保證顯示器正常顯示， CPU 必須每隔一段時(shí)間執(zhí)行一次顯示子程序，這占用了CPU 的大量時(shí)間，降低了 CPU 工作效率，同時(shí)顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 31?8 的用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 X X2 為振蕩電路，外接 晶振。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 SCLK 為時(shí)鐘輸入端。此外它還支持多片 7219 串聯(lián)方式，這樣 MCU 就可以通過 3 根線（即串行數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘線和芯片選通線）控制更多的數(shù)碼管顯示。 操作者只需編程發(fā)送 畢 業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 16 位數(shù)據(jù)包 ， 就能簡單地操作 LED 的位選以及段選 ， 設(shè)置和改變 MAX7219 的工作模式。 MSC51 片內(nèi)有一個(gè)反向放大器， XTAL XTAL2 引腳分別為該反向放大器的輸入端和輸出端，該反向放大器片外晶體或陶瓷振蕩器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，產(chǎn)生的時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。 C C2可在 20pF~100pF 之間選擇，一般當(dāng)外接晶體時(shí)典型取值為 30pF。本文采用的是上電按鈕復(fù)位電路，如圖 42 所示。 MAX7219 只需通過三個(gè)端口 DIN、 CLK 和CS 與單片機(jī) AT89C51 相連，就可以達(dá)到控制 LED 的輸出。為獲得較高的變換效率，要選用 Q 值高，內(nèi)阻小，高頻特性好的線圈 L。 若 VIN1 為 10V以上，就工作于線性穩(wěn)壓器狀態(tài)；若輸入電壓 VIN1 低于 l0V，就工作于開關(guān)穩(wěn)壓器狀態(tài)，此時(shí)由電池通過 TL499A 的 3 腳供電，經(jīng)升壓變換后輸出。 畢 業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 按鍵 控制電路 S2移位S3加 +S4減 S1設(shè)置P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7A T 8 9C 51 圖 45 按鍵 控制電路 為了對電子日歷的時(shí)間自由的設(shè)定，故需要相應(yīng)的按鍵來設(shè)定和調(diào)整時(shí)間，圖 45 為單片機(jī)電子日歷系統(tǒng)中的按鍵控制電路，主要由四個(gè)按鍵組成，分別是S S S S4。 S4 與 端口連接，具有減（ ） 的作用，可以通過按下 S4 鍵來對相應(yīng)時(shí)間進(jìn)行減小。顯示的時(shí)間如果與實(shí)際時(shí)間一樣，則結(jié)束，如果不一樣，則進(jìn)行下一步操作。 單片機(jī)電子日歷 18 按鍵控制流程圖 開 始按 鍵 S 3按 鍵 S 1時(shí) 間 大S 2 移 位 調(diào) 整按 鍵 S 1返 回是否是否完 成 設(shè) 定是否時(shí) 間 小按 鍵 S 4S 2 移 位 調(diào) 整完 成 設(shè) 定否是 圖 53 按鍵控制流程圖 圖 53 為系統(tǒng)按鍵控制電路流程圖。 采用了動(dòng)態(tài)式共陰極七段數(shù)碼管 LED 顯示，比液晶顯示器 LCD 成本更低，而且時(shí)間顯示效果更好。 系統(tǒng)的供電電源采用了帶有備用電池的供電電路，當(dāng)有交流電時(shí)，自動(dòng)采用外界的交流電供電，但當(dāng)斷電后，則自動(dòng)啟動(dòng)備用電池供電，這樣可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的持續(xù)供電。 [4] 張道德 . 單片機(jī)接口技術(shù)（ C51 版） [M]. 中國水利水電出版社， 2021. 94120。 [8] 朱強(qiáng) .串行 8 位 LED 顯示驅(qū)動(dòng)器 MAX7219 及其應(yīng)用 [J].器件與產(chǎn)品電子報(bào) .2021,11,（ 11） :14。 [12] 何立民 . 單片機(jī)高級教程應(yīng)用與設(shè)計(jì) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2021. 180213。 畢 業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 致 謝 本文介紹的是利用 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子日歷。 不知不覺，十二周的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了。 首先我要感謝 樊松青 老師、 江堯 老師的大力幫助和支持。 此外，還要衷心感謝其他所有對本課題的研究和論文撰寫有過幫助的同