【正文】 輸入 /輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動芯片，一片 MAX7219 可驅(qū)動 8 個 7 段（包括小數(shù)點共 8 段）數(shù)字 LED、 LED 條線圖形顯示器、或 64 個分立的 LED 發(fā)光二級管。上電運行時，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 單片機電子日歷 10 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。 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，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。 綜合以上考慮，由于 電子日歷需要顯示年月日時分秒等，需十多個數(shù)碼管，并 考慮到 CPU 工作效率與電源效率，本畢業(yè)設(shè)計采用動態(tài)的 共 陰 極 LED 顯示。顯示器亮度既與點亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。對于 51 單片機，可以在并行口上擴展多片鎖存 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 單片機作為電子日歷系統(tǒng)的控制主機。時鐘的顯示通過 MAX7219 芯片對 LED 數(shù)碼管進行驅(qū)動顯示，可以支持多個數(shù)碼管的同時顯示，不僅可以節(jié)約單片機的控制端口，同時支持多個LED 的同時穩(wěn)定顯示。 單片機電子日歷 6 第 2 章 系統(tǒng) 整體設(shè)計 系統(tǒng)功能要求 電子日歷是一套完整的時間顯示系統(tǒng)，采用單片機等控制設(shè)計作為核心控制器，并能實時顯示當前的日期，能夠設(shè)置時間等操作，其具體功能要求如下： 能夠顯示年月日，時分秒、星期； 提供相關(guān)按鍵，可以對時間進行手動的設(shè)置和修改； 采用二十四小時制顯示時間 ，并具有閏年補償功能； 使用 LED 數(shù)碼管顯示當前時間日期； 具備基本的電路和時間復(fù)位功能； 有備用電源，可以實現(xiàn)斷電后持續(xù)顯示時間的功能。 第 3 章介紹了單片機電子日歷系統(tǒng)的主要元器件選擇，主要是作為主控制器的單片機 AT89C5時間產(chǎn)生芯片 DS130時間日期顯示的 LED 數(shù)碼管以及為數(shù)碼管驅(qū)動的芯片 MAX7219。 本文主要研究內(nèi)容 本文設(shè)計 一種基于單片機控制的電子日歷控制系統(tǒng)，以 AT89C51 單片機為主控制器，與時鐘芯片 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、分、秒 和星期 進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能。 時鐘電路在計算機系統(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數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用（電子 日 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，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，它更符合消費者的生活需求！因此，電子 日歷 的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步 。 由于 人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準數(shù)字計時的消費需求也是越來越多。電子日歷 采用 MAX7219 芯片作為 LED 顯示驅(qū)動，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)有獨立的按鍵控制，可以根據(jù)使用者的需要隨時對時鐘進行校準和時間選擇，同時具有備用電源，停電時可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的持續(xù)供電。 以串行時鐘日歷芯片 DS1302 記錄日歷和時間，它可以對年、月、日、時、分、秒 和星期 進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能。單片機以體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點，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)用中獨占鰲頭 ， 單片機開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動化、機電一體化等專業(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)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從 分級縮小到秒級。 現(xiàn)今，高精度的計時工具大多數(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時時，譯碼代替機械式傳動，用 LED 顯示器代替顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好。因而，此設(shè)計具有相當重要的現(xiàn)實意義和實用價值。 第 2 章主要介紹了系統(tǒng)設(shè)計需要滿足的一些基本功能要求，以及基于單片機的電子日歷總體設(shè)計框圖及相關(guān)分析。 第 6 章總結(jié)了本文的主要工作。系統(tǒng)配有時間產(chǎn)生的時鐘芯片 DS1302，可以實現(xiàn)對 對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償功能。 由于 AT89C51 單片機片內(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)計開發(fā)非常實用。控制相應(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 8 位輸出口控制。雖然在同一時刻只有一位顯示器在工作（點 畢 業(yè)設(shè)計論文 9 亮），但利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄 滅時的余輝效應(yīng)，看到的卻是多個字符“同時”顯示。 動態(tài)顯示器的優(yōu)點是節(jié)省硬件資源，成本較低，但在控制系統(tǒng)運行過程中，要保證顯示器正常顯示， CPU 必須每隔一段時間執(zhí)行一次顯示子程序，這占用了CPU 的大量時間，降低了 CPU 工作效率，同時顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。 DS1302 內(nèi)部有一個 31?8 的用于臨時存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 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)成一個自激振蕩器，產(chǎn)生的時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。 C C2可在 20pF~100pF 之間選擇，一般當外接晶體時典型取值為 30pF。本文采用的是上電按鈕復(fù)位電路，如圖 42 所示。 MAX7219 只需通過三個端口 DIN、 CLK 和CS 與單片機 AT89C51 相連，就可以達到控制 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)整時間，圖 45 為單片機電子日歷系統(tǒng)中的按鍵控制電路，主要由四個按鍵組成，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)時間進行減小。顯示的時間如果與實際時間一樣，則結(jié)束，如果不一樣，則進行下一步操作。 單片機電子日歷 18 按鍵控制流程圖 開 始按 鍵 S 3按 鍵 S 1時 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 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，當有交流電時，自動采用外界的交流電供電，但當斷電后，則自動啟動備用電池供電，這樣可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的持續(xù)供電。 [4] 張道德 . 單片機接口技術(shù)（ C51 版） [M]. 中國水利水電出版社， 2021. 94120。 [8] 朱強 .串行 8 位 LED 顯示驅(qū)動器 MAX7219 及其應(yīng)用 [J].器件與產(chǎn)品電子報 .2021,11,（ 11） :14。 [12] 何立民 . 單片機高級教程應(yīng)用與設(shè)計 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2021. 180213。 畢 業(yè)設(shè)計論文 21 致 謝 本文介紹的是利用 AT89C51 單片機設(shè)計的電子日歷。 不知不覺，十二周的畢業(yè)設(shè)計結(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