【正文】 0C516RD+單片機(jī)作為主控核心，由DS1302時鐘芯片提供時鐘、DS18B20溫度傳感器、LCD12864點陣液晶顯示屏顯示。而且要求設(shè)計的電子萬年歷在操作上力求簡潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。電子萬年歷作為電子類小產(chǎn)品不僅是市場上的寵兒，也是單片機(jī)設(shè)計培訓(xùn)中一個很實用的題目。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便，作為一種附加功能，現(xiàn)在越來越廣泛的被應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，具有廣闊的市場前景。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。關(guān)鍵詞：單片機(jī)STC90C516RD+；DS1302；DS18B20；LCD12864 隨著社會、科技的發(fā)展，人類得知時間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。論文主要研究了液晶顯示器及時鐘芯片DS1302，溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)之間的硬件相互之間通信，對數(shù)種硬件連接方案進(jìn)行了詳盡的比較，在軟件方面對日歷算法也進(jìn)行了論述。在軟件方面，主要包括日歷程序、時間調(diào)整程序，顯示程序等。STC90C516RD+單片機(jī)是由Atmel公司推出的，功耗小，電壓可選用4～6V電壓供電；DS1302時鐘芯片是美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電功能的低功耗實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計時，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小；數(shù)字顯示是采用的LCD液晶顯示屏來顯示，可以同時顯示年、月、日、星期、時、分、秒等信息。畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 基于單片機(jī)在電子萬年歷中的應(yīng)用 目 錄 摘要 11系統(tǒng)基本方案選擇和論證 2 2 2 2 32系統(tǒng)硬件的設(shè)計與實現(xiàn) 4 4 4+單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計 5 6 7 9 103各器件工作原理 11 時鐘芯片DS1302的工作原理 11 114系統(tǒng)的軟件設(shè)計 19 19 21 軟件測試 21總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23基于單片機(jī)在電子萬年歷中的應(yīng)用胡俊朋摘 要：本文借助電路仿真軟件ISIS 7 Professional對基于STC90C516RD+單片機(jī)的電子萬年歷的設(shè)計方法及下載測試進(jìn)行了全面的闡述。該電子萬年歷在硬件方面主要采用STC90C516RD+單片機(jī)作為主控核心，由DS1302時鐘芯片提供時鐘、LCD12864點陣液晶顯示屏顯示。此外，該電子萬年歷還具有時間校準(zhǔn)等功能。所有程序編寫完成后，在Keil軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，進(jìn)行下載調(diào)試。研究結(jié)果表明，由于萬年歷的應(yīng)用相當(dāng)普遍，所以其設(shè)計的核心在于硬件成本的節(jié)約軟件算法的優(yōu)化，力求做到物美價廉，才能擁有更廣闊的市場前景。為了在觀測時間的同時，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期和溫度功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。 通過以往對工業(yè)自動化的相關(guān)課程學(xué)習(xí)和理解獨立完成制作電子萬年歷的設(shè)計。因為這個課題有很好的開放性和可發(fā)揮性，對制作者的要求比較高，不僅考察了對單片機(jī)的掌握能力更加強(qiáng)調(diào)了對單片機(jī)擴(kuò)展的應(yīng)用。所以，電子萬年歷制作無論從實用目的，還是從培養(yǎng)能力的角度來看都是很有價值的畢業(yè)設(shè)計課題。一、 系統(tǒng)基本方案選擇和論證（一）、核心單片機(jī)芯片的選擇本設(shè)計采用STC90C516RD+芯片作為硬件核心，該芯片采用Flash ROM，內(nèi)部具有64KB ROM存儲空間,相對于本設(shè)計而言程序空間完全夠用。共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當(dāng)成2個8位定時器使用。通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART。封裝：LQFP44,PDIP40，PLCC44。（二）、顯示模塊選擇方案和論證方案一： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),成本較高,所以不采用此種作為顯示.方案二： 采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價格雖適中,對于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時,占用的單片機(jī)口線少。方案三： 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量漢字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于電子萬年歷而言，一個12864的液晶屏即可，價格也還能接受,需要的接口線較少,便于調(diào)試，所以此設(shè)計中采用12864液晶顯示屏作為顯示模塊.（三）、時鐘芯片的選擇方案和論證方案一： 直接采用單片機(jī)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)。所以不采用此方案。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源Vcc2/后背電源Vcc1雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。因此，本設(shè)計中采用DS1302提供時鐘信號。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。方案二： 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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。因此，本設(shè)計DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。二、系統(tǒng)硬件的設(shè)計與實現(xiàn)（一）、電路設(shè)計框圖 本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)框圖如圖1所示。LCD12864液晶顯示模塊STC90C516RD+主控模塊鍵盤控制模塊DS1302時鐘模塊溫度采集模塊 圖1 系統(tǒng)硬件框圖（二）、系統(tǒng)硬件概述本電路設(shè)計采用STC90C516RD+芯片作為硬件核心，該芯片采用Flash ROM，內(nèi)部具有64KB ROM存儲空間,相對于本設(shè)計而言程序空間完全夠用。工作溫度范圍：075℃/40+85℃。 時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，～。DS1302內(nèi)部有一個31*8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。溫度的采集由DS18B20完成，它具有獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊，測溫范圍 －55℃～＋125℃，檢測精度正負(fù)177。C，支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點測溫，工作電源:3～5V/DC，在使用中不需要任何外圍元件?？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理器：8位并行及串行兩種連接方式。（三）、STC90C516RD+單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計STC90C516RD+系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期（1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051系列單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍。其重要性能特點如下：增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；工作電壓：；工作頻率范圍：035MHz；用戶應(yīng)用程序空間64K字節(jié)；片上集成256字節(jié)RAM；通用I/O（32個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉；可設(shè)置成4種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉。 有圖2可知，單片機(jī)18和19管腳接時鐘電路，19管腳接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入；18管腳接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。31管腳，當(dāng)只訪問內(nèi)部程序存儲器時該管腳直接接高電平。其中P0端口可以做8位的數(shù)據(jù)總線和地址總線。P3端口還可以作為中斷的輸入端口復(fù)用。30引腳ALE為地址鎖存允許信號，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作時，ALE引腳不斷地輸出正脈沖信號。 在CPU 與外設(shè)交換信息時，存在著一個快速CPU與慢速的外設(shè)之間的矛盾。單片機(jī)在某一時刻只能處理一個任務(wù)，當(dāng)多個任務(wù)同時要求單片機(jī)處理時，這一要求應(yīng)該怎么實現(xiàn)呢？通過中斷可以實現(xiàn)多個任務(wù)的資源共享。 從中斷的定義我們可以看到中斷應(yīng)具備中斷源、中斷響應(yīng)、中斷返回這樣三個要素。MCS51單片機(jī)的中斷源共有兩類，它們分別是：外部中斷和內(nèi)部中斷。一旦輸入信號有效，便使IE0標(biāo)志置一，向 CPU申請中斷；外部中斷1(INT1)， 通過外部中斷1觸發(fā)方式控制位IT1()，來決定中斷輸入信號是低電平有效還是負(fù)跳變有效。內(nèi)部中斷有三個：TF0,TF1,RI或TI。當(dāng)定時/計數(shù)器T0發(fā)生溢出時，置位TF0，并向CPU申請中斷；TF1（），片內(nèi)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。定時器控制寄存器（TCON），該寄存器用于保存外部中斷請求以及定時器的計數(shù)溢出。按位操作時，各位的地址為88H～8FH，當(dāng)CPU采樣到INT0（或INT1）端出現(xiàn)有效中斷請求時，IE0（IE1）位由硬件置“1”。當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)時，再由硬件自動清“0”。按位操作時，各位的地址為98H~9FH，當(dāng)發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后，用軟件清“0”，當(dāng)接收完一幀串行數(shù)據(jù)后，由硬件置“1”；在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后，用軟件清“0”。就是說，無論是發(fā)送標(biāo)志還是接收標(biāo)志，都會產(chǎn)生串行中斷請求；中斷允許控制寄存器（IE），進(jìn)行字節(jié)操作時，寄存器地址為0A8H。即以EA位作為總控制位，以各中斷源的中斷允許位作為分控制位。 MCS51單片機(jī)復(fù)位后（IE）＝00H，因此中斷系統(tǒng)處于禁止?fàn)顟B(tài)。因此在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序后，應(yīng)根據(jù)需要使用有關(guān)指令禁止中斷，即以軟件方式關(guān)閉中斷。高優(yōu)先級用“1”表示，低優(yōu)先級用“0”表示。IP寄存器地址0B8H，位地址為0BFH～0B8H。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)Vc