【文章內(nèi)容簡介】 will to achieve calendar of a multifunctional electronic clock design,Thereby achieve studying and understanding the relevant directives MCU in all aspects of the application. By main control AT89C5 keystroke circuit and restore circuit ponented, to achieve clock calendar display function can be carried out, hours seconds of the show and realtime temperature display. Keywords : Monolithic singlechip,lunar calendar demand, perpetual calendars XIV 引言 隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟的個人領(lǐng)域得到了廣泛的運用。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)。 而 電子萬年歷作為電子類小設(shè)計不僅是市場上的寵兒，也是是單片機實驗中一個很常用的題目。因為它的有很好的開放性和可發(fā)揮性，因此對作者的要求比較高，不僅考察了對單片機的掌握能力更加強調(diào)了對單片機擴展的應(yīng)用。而且在操作的設(shè)計上要力求簡潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。 數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越來越流行，特別是適合在家庭居室、辦公室、大廳、會議室、車站和廣場等使用，壁掛式 LED數(shù)碼管顯示的日歷鐘逐漸受到人們的歡迎。 LED 數(shù)字顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時準(zhǔn)確、可以進行夜視，并且還 可以擴展出多種功能。 所以，電子萬年歷無論作為比賽題目還是練習(xí)題目都是很有價值。 基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 1 第一章 緒論 立題背景 在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關(guān)系，每個人都受到時間的影響。為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開始的機械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能——計時功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒有更大程度 上的滿足人們的需求。因此在這里，我想能不能把一些輔助功能加入鐘表中。在此設(shè)計中所設(shè)計的鐘表不但具有普通鐘表的功能，它還能實現(xiàn)額外的功能：世界時、農(nóng)歷顯示。人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。發(fā)展到現(xiàn)在人們廣泛使用的 電子 萬年歷。 電子萬年歷的發(fā)展現(xiàn)狀及前景 電子 萬年歷是采用 基于單片機以 實現(xiàn)對 .時 ,分 ,秒 .數(shù)字顯示的計時裝置 ,廣泛用于個人家庭 ,車站 , 碼頭辦公室等公共場所 ,成為人們常生活中不可少的必需品 ,由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ,使得 電子 鐘的精度 ,遠遠超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn) 生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。 諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表 電子 化為基礎(chǔ)的。因此，研究 電子 萬年歷及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。它可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，對于電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、時、分、秒等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。 綜上所述此 電子 萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(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 。 本課題需要重點研究的關(guān)鍵問題、解決的思路及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 該電子萬年歷使用 12MHZ 晶振與單片機 8052 相連接，通過軟件編程的方法實基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 2 現(xiàn)了以 24 小時為一個周期，同時顯示小時、分鐘和秒的要求。利用單片機定時器及計數(shù)器產(chǎn)生定時效果通過編程形成數(shù)字鐘效果，再利用數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示單片機內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)。同時通過端口讀入當(dāng)前外部控制狀態(tài)來改變程序的不同狀態(tài)，實現(xiàn)不同功能。 電子萬年歷設(shè)計與制作可采用數(shù)字電路實現(xiàn)，也可以采用單片機來完成。若用數(shù)字電路完成 ，所設(shè)計的電路相當(dāng)復(fù)雜，大概需要十幾片數(shù)字集成塊，其功能也主要依賴于數(shù)字電路的各功能模塊的組合來實現(xiàn)，焊接的過程比較復(fù)雜，成本也非常高。若用單片機來設(shè)計制作完成，由于其功能的實現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，這樣一來就降低了硬件電路的復(fù)雜性，從而使得其成本降低，更適合我們生自主研發(fā)。所以在該設(shè)計與制作中我選用了單片機 8051，它是低功耗、高性能的 CMOS 型 8 位單片機。 因此，采用單片機 8051 原理制作的電子萬年歷，不僅僅在原理上能夠成功實現(xiàn)計時等功能，也更經(jīng)濟，更適用，更符合我們實際生活的需要，對我們生來說也更 加有用。 第二章 單片機 單片機簡介 單片機原理 單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。 單片機歷史 1) SCM 即 單片微型計算機 （ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。 “創(chuàng)新模式 ”獲得成功，奠定了 SCM 與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上， Intel 公司功不可沒。 2) MCU 即微控制器（ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 3 因此，發(fā)展 MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看， Intel 逐漸淡出 MCU 的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展 MCU 方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù) Philips 公司。 單片機應(yīng)用領(lǐng)域 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 導(dǎo)彈 的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單 片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 定時 /計數(shù)器 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu) 定時 /計數(shù)器的實質(zhì)是加 1 計數(shù)器（ 16 位），由高 8 位和低 8 位兩個寄存器組成。 TMOD 是定時 /計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON 是控制寄存器，控制 T0、 T1 的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。 組成圖如下圖 () 圖（ ） 定時 /計數(shù)器 的工作原理 GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T H 1 T L 1 T H 0 T L 0T 1 方 式T 0 方 式T 1 引 腳T 0 引 腳機 器 周期 脈 沖內(nèi) 部 總 線T M O DT C O N外 部 中 斷 相 關(guān) 位TF1TR1TF0TR0基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 4 加 1 計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源 ,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng) 12 分頻后送來；一個是 T0 或 T1 引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加 1，當(dāng)加到計數(shù)器為全 1 時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使 TCON 中 TF0 或 TF1 置 1，向 CPU 發(fā)出中斷請求（定時 /計數(shù)器中斷允許時）。如果定時 /計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。 定時 /計數(shù)器的控制 80C51 單片機定時 /計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。 TMOD 用于設(shè)置其工作方 式； TCON 用于控制其啟動和中斷申請。 1） 工作方式寄存器 TMOD 工作方式寄存器 TMOD 用于設(shè)置定時 /計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于 T1。其格式如下 表 ()： 表 () GATE：門控位。 GATE＝ 0 時，只要用軟件使 TCON 中的 TR0 或 TR1 為 1，就可以啟動定時 /計數(shù)器工作； GATA＝ 1 時，要用軟件使 TR0 或 TR1 為 1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時 /計數(shù) 器工作。即此時定時器的啟動條件，加上了或引腳為高電平這一條件。 ： 定時 /計數(shù)模式選擇位。 ＝ 0 為定時模式 ； =1 為計數(shù)模式。 M1M0：工作方式設(shè)置位。定時 /計數(shù)器有四種工作方式，由 M1M0 進行設(shè)置。 設(shè)置表如下表（ ） C/T C/T C/T基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 5 表（ ） 2）控制寄存器 TCON TCON 的低 4 位用于控制外部中斷 ,已在前面介紹。 TCON 的高 4 位用于控制定時 /計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下 表 ()： 表 () ? TF1（ ）： T1 溢出中斷請求標(biāo)志位。 T1 計數(shù)溢出時由硬件自動置 TF1 為 1。 CPU 響應(yīng)中斷后 TF1 由硬件自動清 0。 T1 工作時，CPU 可隨時查詢 TF1 的狀態(tài)。所以， TF1 可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1 也可以用軟件置 1 或清 0，同硬件置 1 或清 0 的效果一樣。 ? TR1（ ）： T1 運行控制位。 TR1 置 1 時， T1 開始工作； TR1置 0 時， T1 停止工作。 TR1 由軟件置 1 或清 0。所以，用軟件可控制定時 /計數(shù)器的啟動與停止。 ? TF0（ ）： T0 溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與 TF1 類同。 ? TR0（ ）： T0 運行控制位，其功能與 TR1 類同。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 1 方式 1 的計數(shù)位數(shù)是 16 位，由 TL0 作為低 8 位、 TH0 作為高 8 位，組成了 16 位加 1 計數(shù)器 。 原理圖如下圖 (): T F 1T R 1T F 0T R 0G A T EC / TM 1M 0G A T EC / TM 1M 01amp?！?110T 0 引 腳I N T 0 引 腳10機 器 周 期T H 0 T L 08 位 8 位溢 出T C O NT M O DD 0D 7D 7D 0申 請中 斷基于單片機的電子萬年歷設(shè)計 6 圖 () 計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為： 定時時間 =（ 216T0初值 ） 時鐘周期 12 定時器的初始化過程 (1)根據(jù) 要求選擇方式，確定方式控制字，寫入方式控制寄存器 TMOD。 (2)根據(jù)要求計算定時 /計數(shù)器的計數(shù)值，再由計數(shù)值求得初值，寫入初值寄存器。 (3)根據(jù)需要開放定時 /計數(shù)器中斷。 (4)設(shè)置定時 /計數(shù)器控制寄存器 TCON 的值，啟動定時 /計數(shù)器開始工作。 (5)等待定時 /計數(shù)時間到，則執(zhí)行中斷服務(wù)程序；如果查詢處理則編寫查詢程序，判斷溢出標(biāo)志，溢出標(biāo)志等于 1，則進行相應(yīng)處理。 中斷系統(tǒng) 中斷概述 中斷是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中 , 由于計算機系統(tǒng)內(nèi)、 外的某種原因 , 而必須中止原程序的執(zhí)行 , 轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序 , 待處理結(jié)束之后 , 再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的原程序的過程。 中斷的主要功能 及優(yōu)先級 1)實現(xiàn) CPU 與外部設(shè)備的速度配合 2)實現(xiàn)實時控制 3)實現(xiàn)故障的及時發(fā)現(xiàn)與處理 4)實現(xiàn)人機聯(lián)系 中斷優(yōu)先級越高 , 則響應(yīng)優(yōu)先權(quán)就越高。當(dāng) CPU正在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時 , 又有中斷優(yōu)先級更高的中斷申請產(chǎn)生 , 這時 CPU 就會暫停當(dāng)前的中斷服務(wù)轉(zhuǎn)而處理高級中斷申請 , 待高級中斷處理程序完畢再返回原中斷程序斷點處繼續(xù)執(zhí)行 , 這一過程稱為中斷嵌套。 80C51 定時中斷 基于單片機的電子萬年歷設(shè)計