【正文】 ed 4V~ 6V voltage power supply。 論文主要研究了液晶顯示器 LCM及時(shí)鐘芯片 DS1302，溫度傳感器 DS18B20 與單片機(jī)之間的硬件互聯(lián)及通信，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(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。 AT89C51 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(shí)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(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可 以對年、月、日、星期、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?。粩?shù)字顯示是采用的 LED 液晶顯示屏來顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等信息。 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 題 目 ： 基于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 ： 鄭得利 學(xué)生學(xué)號 ： 0908040147 系 別 ： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè) ： 通信工程 屆 別 ： 2020屆 指導(dǎo)教師 ： 朱士永 成績 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 頁 基 于單片機(jī)的數(shù)字萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生： 鄭得利 指導(dǎo)教師： 朱士永 淮南師范學(xué)院 電氣信息工程學(xué)院 摘 要 ： 本文借助電路仿真軟件 Protues 對基于 AT89S51 單片機(jī)的電子萬年歷的設(shè)計(jì)方法及仿真進(jìn)行了全面的闡述。該電子萬年歷在硬件方面主要采用 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心，由 DS1302時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、 1602LCM 點(diǎn)陣液晶顯示屏顯示。此外，該電子萬年歷還具有時(shí)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，在 Proteus軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。 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(jì)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(jià)廉，才能擁有更廣闊的市場前景。 DS1302 clock chip, launched in the United States with DALLAS small current charging function real time clock chip, low power consumption, it can be years , month, date, day, hour, minute, seconds time, also has a leap year pensation and other functions, and DS1302 long life, small error。為了在觀測時(shí)間的同時(shí)，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(shí)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(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢。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。 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 4 頁 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(dú)立完成制作電子萬年歷的設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@個(gè)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(shí)用目的，還是從培養(yǎng)能力的角度來看都是很有價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。 AT89S51 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 [1]； DS1302 時(shí)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(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、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??；數(shù)字顯示是采用的 LED 液 晶顯示屏來顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等信息。在軟件方面，主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序，顯示程序等。最后在老師同學(xué)的幫助以及自己的努力下完成了此次電子萬年歷的設(shè)計(jì)。然而現(xiàn) 在絕大部分的時(shí)鐘有的需要不斷地跟換電池，有些時(shí)鐘需要外接電源，如果一旦電池沒電或者外接電源無法供電，時(shí)鐘就會停止計(jì)時(shí)了。該器件能提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘（ RTC） /日歷、定時(shí)鬧鐘。該器件還可以工作于 24 小時(shí)貨代 /PM 指示的 12小時(shí)格式。 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 5 頁 本時(shí)鐘還具有環(huán)保、走時(shí)無噪音、低功耗等非實(shí)時(shí)時(shí)鐘不具有的功能。 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 采用 AT89C52 作為主控單片機(jī)，時(shí)鐘模塊選用 DS1302 作為時(shí)鐘芯片，溫度模塊選用 DS18B20 作為溫度傳感器，顯示模塊選用 LCD1602，設(shè)置部分選用按鍵電路。 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片功能豐富，可以用來直接代替 IBM PC 上的時(shí)鐘日歷芯片DS12887，同時(shí)，它的管腳也和 MC146818B、 DS12887 相兼容。用戶還可對 DS1302 進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并可對其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進(jìn)行屏蔽。能于 3V的超低壓工作 ,而且與MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,而且運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)具備 ISP 在線編程技術(shù) ,當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略?功能需要燒入程序時(shí)，避免芯片的多次拔插對芯片造成的損壞。 方案二： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描 ,LED 數(shù)碼管價(jià)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(shí) ,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 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見 ,對于電子萬年歷而言，一個(gè) 1602 的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受 ,需要的接口線較多 ,但會給調(diào)試帶來諸多方便，所以此設(shè)計(jì)中采用 LCD1602 液晶顯示屏作為顯示模塊。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí) 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 7 頁 現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘， DS130 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)鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 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。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。因此，本設(shè)計(jì)中采用 DS1302 提供時(shí)鐘。 2 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件概述 本電路是由 AT89S52 單片機(jī)作為控制核心，能在 3V超低壓工作， AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4kBytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案；時(shí)鐘電路由 DS1302 提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月 、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 DS1302 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 8 頁 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。 AT89S51 主控模塊 LCD1602 液晶顯示模塊 DS1302 時(shí)鐘模塊。 圖 AT89C52 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)為核心，本系統(tǒng)選用 的晶振，使得單片機(jī)有合理的運(yùn)行速度。 AT89S52 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片 ,有四個(gè) I/O 口 P0,P1,P2,P3,MCS51 單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口（ P0、 PP P3），每一條 I/O 線都能獨(dú)立地 作輸出或輸入。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “ 1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “ 1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。輸入緩沖器 CPU 將根據(jù)不同的指 令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。若先執(zhí)行置 1 操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動作，所以這類 I/O 口被稱為準(zhǔn)雙向口。 單片機(jī)的復(fù)位電路 復(fù)位電路的連接圖如下： 淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 2020 屆通信工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 10 頁 圖 復(fù)位電路連接圖 為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。 5%，即 ～。 單片機(jī)在啟動時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各 部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 51 單片機(jī)在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，將其內(nèi)部的一些重要寄存器設(shè)置為特定的值，（在特殊寄存器介紹時(shí)再做詳細(xì)說明）至于內(nèi)部 RAM 內(nèi)部的數(shù)據(jù)則不變。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過 24 個(gè)振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。復(fù)位后 pc 執(zhí)行 0000h 地址，即你的程序的第一條指令。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄 存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。只有在 SCLK為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 CLK 為時(shí)鐘輸入端。它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警計(jì)時(shí)等功能，此設(shè)計(jì)采用了 DS302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。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(gè)字節(jié)的時(shí)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(shí)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(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。如果在傳送過程中 RST 置