【正文】 [M]．中國鐵道出版社 ,2021： 20120 [7]蘇平 .單片機(jī)的原理與接口技術(shù) [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021： 1113. [8]尹勇 .單片機(jī)開發(fā)環(huán)境 μ Vision2 的開發(fā)指南 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社，2021： 174198. [9]張斌武 .單片機(jī)系統(tǒng) Proteus 設(shè)計(jì)與仿真 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021:5388. [10]彭偉 .單片機(jī) C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021:1240. [11]趙建領(lǐng)、薛園園 .零基礎(chǔ)學(xué)單片機(jī) C語言程序設(shè)計(jì) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021:1300. [12]高明遠(yuǎn) .電子工藝實(shí)訓(xùn)與 protel DXP 應(yīng)用 [M].人民出版社 ,2021:1288. [13]劉炎 .通用串行總線 (USB)應(yīng)用與接口設(shè)計(jì) [M].電子技術(shù)應(yīng)用， 2021(12)： 2833. [14]DS1302 資料 [DB].海納電子資訊網(wǎng)： [15]LCD12864 資料 [DB]. 海納電子資訊網(wǎng)： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 致 謝 本課題的研究和論文的完成是在導(dǎo)師牛金星老師的悉心指導(dǎo)和熱心關(guān)懷下完成的。 最終在同學(xué)的幫助和指導(dǎo)下，我 完成 了 對(duì)軟件的設(shè)計(jì)。最后我對(duì)各個(gè)芯片的知識(shí)都非常熟悉 ，使用 PROTEL 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路圖 。 首先，我先搜集到關(guān)于單片機(jī)、液晶屏和時(shí)鐘芯片的資料，然后對(duì)這些資料整理、學(xué)習(xí)。最新接觸到這個(gè)課題，就是感覺東西很多，覺得很迷茫，也很頭大。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 結(jié) 論 在這次的基于 單片機(jī)的電子萬年歷 的設(shè)計(jì)中，我遇到了很多的困難，也學(xué)到了不少的知識(shí)。結(jié)果都能正常運(yùn)行。 總 體調(diào)試 把 HEX文件下載到單片機(jī)中，打開電源開關(guān)，顯示正常。 綜上，在硬件調(diào)試的基礎(chǔ)上，根據(jù)各部分的功能和特性，完成了軟件的調(diào)試，整個(gè)設(shè)計(jì)基本上能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的功能。 LCD 只顯示初始化的字符，由此，有對(duì) DS1302 的硬件連接部分以及供電源做進(jìn)一步檢查，但是沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，當(dāng)我把用另外一個(gè)芯片 DS1302 連接時(shí)， LCD 顯示正常。稍作修改，顯示就正常了。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 在首次調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)關(guān)于星期的顯示不與實(shí)際相符，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些亂碼 。 最后把相應(yīng)的十進(jìn)制 做相應(yīng)的 修改，使得可以與十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)，最后解決了 這一 問題 。 （ 2） 修改時(shí)間、日期時(shí) ,農(nóng)歷的顯示沒有自動(dòng)匹配 。 解決：首先檢查 LCD 顯示子程序，修改了一部分 ，但是還是不正確。最后經(jīng)過多次的子程序 模塊 的修改，一步一步的 測試 ，最終 完成 了軟件 的編寫 。 電子萬 年歷是多功能的 、 數(shù)字型 的 ，可以看當(dāng)前日期（陰、陽歷） ,時(shí)間 。其次，芯片很多都有時(shí)鐘輸入端，需 要晶振提供時(shí)鐘 。 軟件測試 由于 電子萬 年歷涉及到多個(gè)子程序，多個(gè)芯片的編程。 (2) 電路工作一段時(shí)間之后有的芯片發(fā)熱嚴(yán)重。在調(diào)試硬件時(shí)遇到過很多 的 問題，但 時(shí)只要細(xì)心、認(rèn)真檢查這些問題都是可以避免的，主要問題及解決方 法現(xiàn) 在 列 出 如下： (1) 接通電源后 LCD12864 沒有正確的顯示。時(shí)間調(diào)整程序的流程圖如 圖 。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 DS1302初始化流程圖 農(nóng)歷轉(zhuǎn)換程序 由陽歷轉(zhuǎn)換為農(nóng)歷是整個(gè)程序重要的一部分，其流程圖如下 圖 所示 ： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 圖 星期 自動(dòng)刷新 程序 這部分的程序主要包括一些算法。在這里我簡單介紹該部分顯示程序的初始化 部分。 DS1302 在接收到命令后，自動(dòng)將數(shù)據(jù)寫入指定的內(nèi)部地址或從該地址讀出數(shù)據(jù)。這樣做，比較準(zhǔn)確、方便。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 DS1302 時(shí)鐘 程序 DS1302 的數(shù)據(jù)傳送方式有兩種，即單字節(jié)方式和多字節(jié)突發(fā)傳送方式。在附錄中有詳盡的 程序代碼，在這里我簡單介紹該部分顯示程序的初始化部分。我們采用了并口通信方式。 主程序的程序流程圖如 下圖 所示。據(jù)此刷新農(nóng)歷時(shí)間和星期。 主要是通過調(diào)用其它函數(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能， 現(xiàn)在我把他們作以下介紹，其工作順序一般如下： （ 1）系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)行系統(tǒng)的初始化。下面對(duì)各部分模塊作介紹。當(dāng)設(shè)置完成后進(jìn)入主體循環(huán)部分，系統(tǒng)將一直處于主體循環(huán)中。而主體循環(huán)部分又分為外循環(huán)部分和內(nèi)循環(huán)部分。而其它模塊的初始化在各模塊函數(shù)中初始化。系統(tǒng)初始化部分主要是對(duì)系統(tǒng)的按鍵值、時(shí)鐘芯片、液晶顯示器進(jìn)行設(shè)置，本系統(tǒng)的時(shí)間是通過時(shí)鐘芯片 DS1302 來取得，并將數(shù)據(jù)送入 51單片機(jī)，通過液晶顯示器 M12864— 3來顯示，時(shí)間、日期的修改通過按鍵來 控制的。所以采用 C 語言編寫而沒有用匯編語言編寫。但使用 C語言編寫的程序也存在一定的缺點(diǎn)，其生成的文件會(huì)很麻煩 ，文件會(huì)比用匯編語言編寫的文件大。而且通過編譯可以自動(dòng)分配數(shù)據(jù)區(qū)和程序區(qū)的地址。 C語言編寫的程序結(jié)構(gòu)清晰、條例明確。具體的鍵盤輸入電路如圖 所示。當(dāng)無鍵按下時(shí) 口輸入為高電平，有鍵按華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 下時(shí) P1 口所對(duì)應(yīng) I/O 口會(huì)被拉低， 中有低電平輸入。故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用這種按鍵電路。 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常用鍵盤作為輸入設(shè)備，通過它將數(shù)據(jù)、內(nèi)存地址、命令及指令等輸入到系統(tǒng)中，來實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)通信。 注釋 2： 該模塊內(nèi)部接有上電復(fù) 位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的設(shè)計(jì)中 可將該端懸空。 表 液晶模塊引腳說明 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”, 表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”, 表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”, 數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“L”,E=“H → L”, DB7 —— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負(fù)端 注釋 1：如 果 在實(shí)際應(yīng)用中僅 僅 使用串口通訊模式，可將 PSB 接固定低電平，也可以將模塊上的 該引腳 和 “GND” 用焊錫短接。 圖 LCD12864管腳圖 它的 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性 : 電源： VDD ~+5V(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓 )； 顯示內(nèi)容： 128 列 64行 顯示顏色：藍(lán)綠 顯示角度： 6： 00 鐘直視 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 LCD 類型： STN 與 MCU接口： 8位或 4 位并行 /3 位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 邏輯工作電 壓 (VDD)： ～ 電源地 (GND)： 0V 工作溫度 (Ta)： 0～ 60℃ (常溫 ) / 20～ 75℃（寬溫） 外形尺寸： 9370 視域尺寸： 7339mm ，如下圖 。由 該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。因?yàn)檎袷庮l率較低，也可以不接電容，對(duì)計(jì)時(shí)精度影響不大。在此方式下，位 5 為第二個(gè) 10小時(shí)位（ 20～ 23h）。 AMPM/1224 小時(shí)方式：小時(shí)寄存器的位 7定義為 12或 24 小時(shí)方式選擇位。當(dāng)它為 1時(shí)， DS1302 停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對(duì) DS1302 進(jìn)行寫操作時(shí)（ 如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序） ,停止振蕩。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如下表 所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫 RAM 時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的 31 字節(jié)，不管是否謝了全部 31字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至 RAM。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0開始。位 6規(guī)定時(shí)鐘或 RAM，而位 0規(guī)定讀或?qū)??？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 或 輸出。位 5～ 1（ A4～ A0）指示操作單元的地址?？刂谱止?jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù) 據(jù)寫入到 DS1302 中。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST置為高電平。如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。在開始 8 個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù)。當(dāng) Vcc2＞（ Vcc1+）時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電；當(dāng) Vcc2＜ Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。在這種運(yùn)行方式中， Vcc1里連接到后備電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù) 。對(duì)于小于 31 天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行接口與微處理器通信。它為單片機(jī)提供時(shí)間信息的電路圖如下。 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。在整個(gè)中斷響應(yīng)過程中 CPU 所執(zhí)行的操作步驟如下： （ a）完成當(dāng)前指令的操作 （ b）將 PC內(nèi)容壓入堆棧 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （ c）保存當(dāng)前的中斷狀態(tài) （ d）阻止同級(jí)的 中斷請(qǐng)求 （ e）將中斷程序入口地址送 PC 寄存器 （ f）執(zhí)行中斷服務(wù)程序 （ g）返回 DS1302 時(shí)鐘電路 DS1302 是美國 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、秒等進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。 中斷系統(tǒng)： STC90C51 單片機(jī)有 5 個(gè)中斷源，中斷系統(tǒng)主要由中斷允許寄存器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP、優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)和一些邏輯門組成。為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù) 的 功能，定時(shí)器中含有 3 種基本的寄存器：控制寄存器、方式寄存器和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器： STC90C51 單片機(jī)內(nèi)含有 2 個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。雖然如此，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，沒有被占用的單元，其內(nèi)容是不確定的。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，見表 所示： 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P2 亦接收低高位地址和其它控制信號(hào)。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。對(duì)端口寫“ 1” 時(shí) ，通過內(nèi)部 的上拉電阻把端口拉到高 電平，此時(shí)可作輸入口。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收高 8位地址。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié) ，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。另外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。如有必要，可通過多特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置，可禁止 ALE 操作。要 要 注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址 鎖存器允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將 會(huì)