【正文】 在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁寫模式） 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。單片機的應(yīng)用，使許多領(lǐng)域的技術(shù)水平和 自動化程度大大提高，可以說當(dāng)今世界正在經(jīng)受一場以單片機技術(shù)為標(biāo)志的新技術(shù)革命浪潮的沖擊。最后用 RESPACK8連接單片機 AT89C51，從而實現(xiàn)多功能電子萬年歷的功能。而采用數(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)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以去除A/D模塊，降低硬件成本，簡化系 統(tǒng)電路。而用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高 ,位的 RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ 范圍內(nèi)， 時耗電小于 DS1302；在溫度傳感器的選用上使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析用 LM016L 和 LEDMPX 做顯示器比用一般的顯示管更直觀清楚；在時鐘芯片的選擇上直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。 2 第 2 章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 單片機電子萬年歷的制作有多種方法，可供選擇的器件和運用的技術(shù)也有很多種。 （ 6）在硬件電路和軟件程序設(shè)計時，主要考慮提高人機界面的友好性，方便用戶操作等因素。 （ 4）根據(jù)設(shè)計的硬件電路，編寫控制 AT89C51 芯片的單片機程序。 （ 2）根據(jù)選用的電子萬年歷芯片設(shè)計外圍電路和單片機的接口電路。 由于社會對信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展，促使電子萬年歷發(fā)展并且投入市場得到廣泛應(yīng)用。電子萬年歷的開發(fā)與研究在信息化時代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急，因為它應(yīng)用在學(xué)校、機關(guān)、企業(yè)、部隊等單位禮堂、訓(xùn)練場地、教學(xué)室、公共場地等場合，可以說遍及人們生活的每一個角落。 此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。對于數(shù)字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、秒和溫度等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。 [關(guān)鍵詞 ] AT89C51； 電子萬年歷 ； DS1302； DS18B20 II 目 錄 第 1 章 緒論 ...................................................... 1 課題的研究背景 ................................................ 1 課題的研究目的和意義 ............................................ 1 課題解決的主要內(nèi)容 ............................................. 1 第 2 章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 ............................................. 2 系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定 ............................................ 2 器件的選用 ..................................................... 2 單片機的選擇 .................................................. 2 第 3 章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 ............................................. 4 系統(tǒng)硬件框圖 .................................................... 4 AT89C51單片機 .................................................. 4 溫度傳感器的介紹 ................................................ 7 DS1302 ......................................................... 8 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................................ 11 主程序 ........................................................ 11 日歷顯示子程序 ................................................ 11 從 1302 讀取日期和時間程序 ..................................... 14 第 5 章 PROTEUS 使用 .............................................. 15 編程環(huán)境 PROTEUS ............................................... 15 用 PROTEUS ISIS 對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計 ..................... 15 用 PROTEUS ISIS 進行電子萬年歷的仿真測試 ........................ 18 結(jié)語 ............................................................ 22 致謝 ............................................................ 23 參考文獻 ........................................................ 24 1 第 1 章 緒論 課題的研究背景 隨著科技的快速發(fā)展 ， 時間的流逝 ,從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以 在 LED上 同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒，還具有時間校準(zhǔn)等功能。 I 基于 AT89C51 的多功能萬年歷 摘要： 本文介紹了基于 AT89C51 單片機的多功能電子萬年歷的硬件結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計方法。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為控制器，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、秒進行計時，還具有 溫度顯示 等多種功能。此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，具有廣闊的市場前景。它可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，還具有 溫度顯示 等多種功能，而且 DS1302 的使用壽命長，誤差小。該電路采用 AT89C51 單片機作為核心，功耗小，能在 3V 的低壓工作，電壓可選用 3~5V 電壓供電。 二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時代，而單片機在數(shù)字化高速發(fā)展的時代扮演著極為重要的角色。所以說電子萬年歷的開發(fā)是國家 之所需，社會之所需，人民之所需 。 課題解決的主要內(nèi)容 本課題所研究的 電子萬年歷 是單片機控制技術(shù)的一個具體應(yīng)用，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： （ 1）選用 電子萬年歷 芯片時，應(yīng)重點考慮 功能實在、使用方便、單片存儲、低功耗、抗斷電的器件。 （ 3）在硬件設(shè)計時，結(jié)構(gòu)要盡量簡單實用、易于實現(xiàn)，使系統(tǒng)電路盡量簡單。 （ 5）通過編程、編譯、調(diào)試，把程序下載到單片機上運行，并實現(xiàn)本設(shè)計的功能。 （ 7）軟件設(shè)計時必須要有完善的思路，要做到程序簡單，調(diào)試方便。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要簡單使用、易于實現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。此設(shè)計方案需用 A/D轉(zhuǎn)換電路，增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴(yán)格線性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點，所以用 DS18B20。 器件的選用 單片機 AT89C51，顯示屏 LM016L，溫度傳感器 DS18B20，傳感器 DS1302，排阻RESPACK8 單片機的選擇 單片機自 70年代問世以來以微處理器（ MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，用廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動得到蓬勃發(fā)展，單片機功能正日漸完善。主要單片機類型如下： (1)MCS51 系列單片機 MCS51系列單片機主要是指 Intel 公司生產(chǎn)的以 51 位內(nèi)核的單片機芯片，具有8位 CPU、 4K字節(jié) ROM、 128字節(jié) RAM、可擴展外部 64K 字節(jié) RAM 和 ROM、 2個 16 位的定時器 /計數(shù)器、 4 個 8 位并行 I/O 口、 1 個全雙工串行 I/O 口、 21 字節(jié)的專用寄存器、 5個中斷源、片內(nèi)自帶振蕩器、片內(nèi)單總線等功能部件。所以選用 AT89C51 單片機作為電子萬年歷芯片的控制單片機。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 31 圖 31 系統(tǒng)硬件框圖 AT89C51 單片機 本系統(tǒng)采用的是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機 ，首先我們來熟悉一下AT89C51 單片機的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 ? Vcc：電源電壓 +5V ? GND：接地 ? P0 口： P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線服用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 ? P1 口： P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引 5 腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 ? P2 口： P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(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。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（ MOVX Ri指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 ? P3 口： P3口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O， P3的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 表 31 P3口的第二功能圖 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時 /計時器 0外部輸入） T1（定時 /計時器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） ? RST：復(fù)位輸入。 WDT 溢出將使引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRT0（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。 ? ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存器允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 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。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE無效。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的 PSEN 信號。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 6 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。 ? XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 WDT 由 13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復(fù)位存儲器（ WDTRST）構(gòu)成。當(dāng) WDT激活后，晶振工作， WDT在每個機器周期都會增加。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或 WDT溢出復(fù)位），沒有 辦法停止 WDT工作。 ? 可編程串口（ UART） 在 AT89C51中， UART 的操作與 AT89C51 和 AT89C52 一樣。當(dāng)工作于異步方式時，它具有全雙工的操作功能，也就是說，它可以同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。串行口的 發(fā)送和接收操作都是通過特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF進行的，但在 SBUF的內(nèi)部，接收寄存器和發(fā)送寄存器在物理結(jié)構(gòu)上是完全獨立的。如果執(zhí)行 SBUF指令，則讀出的數(shù)據(jù)一定來自接收緩存器。這 2個寄存器的功能決不能混淆。 XTAL1反相器的輸入， XTAL2為反相器的輸出。另一種方式由外部時鐘源提供一個時鐘信號到 XTAL1端輸入，而 XTAL2端浮空。在電路中，對電容 C1和 C2的值要求不是很嚴(yán)格，如果使用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少， C