【正文】 ................................................................................................... 4 系統(tǒng)硬件框圖 ...................................................................................................................... 4 AT89C51單片機(jī) .................................................................................................................. 4 8 位移位寄存器 74LS164（串行輸入，并行輸出） ....................................................... 8 ds1302 ............................................................................................................................... 11 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 14 主程序 ............................................................................................................................... 14 從 1302 讀取日期和時(shí)間程序 ......................................................................................... 15 5 PROTEUS 使用 ............................................................................................................................ 16 編程環(huán)境 PROTEUS ............................................................................................................. 16 用 PROTEUS ISIS 對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計(jì) .......................................................... 16 用 PROTEUS ISIS 進(jìn)行電子萬年歷的仿真測試 .............................................................. 20 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 23 致謝 ............................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 25 附錄 ............................................................................................................................................... 26 附錄 1 ........................................................................................................................................ 26 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒論 課題研究的背景 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)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(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。 圖 書 分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 AT89C51 單片機(jī) 的多功能 電子萬年歷 的設(shè)計(jì) AT89C51 SCMBASED ELCTRONIC DESIGN CALENDAR 學(xué)生姓名 段峰 學(xué)院名稱 信電工程學(xué)院 專業(yè)名稱 電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 高玉芹 2021 年 5 月 20 日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 摘要 本文介紹了基于 AT89C51 單片機(jī)的多功能電子萬年歷的硬件結(jié)構(gòu) 和軟硬件設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為控制器，以串行時(shí)鐘日歷芯片 DS1302 記錄日歷和時(shí)間， 它可以對 年、月、日 、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N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(diǎn) ，具有廣闊的市場前景。 它可以對年、月、日 、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，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。該電路采用 AT89C51單片機(jī)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。 課題的研究 目的與意義 二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，而單片機(jī)在數(shù)字化高速發(fā)展的時(shí)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(huì)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(jī)控制技 術(shù) 的一個(gè)具體應(yīng)用，主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： （ 1）選用 電子萬年歷 芯片時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮 功能實(shí)在 、使用方便、單片存儲(chǔ)、低功耗、抗斷電的器件。 （ 3）在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)要盡量簡單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)電路盡量簡單。 （ 5）根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路，編寫控制 AT89C51 芯片的單片機(jī)程序。 （ 7）在硬件電 路和軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮提高人機(jī)界面的友好性，方便用戶操作等因素。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 單片機(jī)電子萬年歷 的制作有 多種方法，可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有很多種。 系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定 系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)， 經(jīng)過成本，性能，功耗等多方面的考慮決定用 三個(gè) 8位 74LS164 串行接口外接 LED 顯示器， RESPACK8 對單片機(jī) AT89C51 進(jìn)行供電，時(shí)間芯片 DS1302 連接單片機(jī) AT89C51。 器件的選用 單片機(jī) AT89C51 電容 RESPACK8 三個(gè) 74LS164 串行接口 傳感器 DS1302 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)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(dòng)得到蓬勃發(fā)展，單片機(jī)功能正日漸 完善。主要單片機(jī)類型如下： (1)MCS51系列單片機(jī) MCS51 系列單片機(jī)主要是指 Intel 公司生產(chǎn)的以 51 位內(nèi)核的單片機(jī)芯片，具有 8 位CPU、 4K 字節(jié) ROM、 128 字節(jié) RAM、可擴(kuò)展外部 64K 字節(jié) RAM 和 ROM、 2個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 4 個(gè) 8 位并行 I/O 口、 1 個(gè)全雙工串行 I/O 口、 21 字節(jié)的專用寄存器、 5 個(gè)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(jī)作為 電子萬年歷 芯片的控制單片機(jī)。 系統(tǒng)硬件 電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件 框圖 系統(tǒng)硬件 框圖 如圖 31 圖 31 系統(tǒng)硬件 框圖 AT89S51 單片機(jī) 本系統(tǒng)采用的是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89C51單片機(jī)， 首先我們來熟悉一下 AT89C51單片機(jī)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(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)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(gè)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(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 ? P2口： P2 口是一個(gè)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(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ MOVX Ri 指令）時(shí)，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(gè)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(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入端時(shí)，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(shí) /計(jì)時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(shí) /計(jì)時(shí)器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存器允許）輸出徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 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(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) 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(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。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的 PSEN 信號。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）。 如 EA端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 ? XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 WDT 由 13位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（ WDTRST）構(gòu)成。當(dāng) WDT激活后，晶振工作， WDT在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)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(shí)，它具有全雙工的操作功能，也就是說，它可以同時(shí)進(jìn)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(jìn)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(dú)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(gè)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(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)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