【正文】 .......................................................... 24 附錄一：原理圖 .......................................................................................................... 25 附錄二：源程序 .......................................................................................................... 26 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 1 前言 萬(wàn)年歷 ,就是記錄一定時(shí)間范圍內(nèi) (比如 100 年或更多 )的具體陽(yáng)歷與陰歷的日期的年歷 , 方便有需要的人查詢使用 .萬(wàn)年只是一種象征 ,表 示時(shí)間跨度大 .這次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)萬(wàn)年歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 詳細(xì)介紹 AT89S52 單片機(jī)應(yīng)用中的按鍵處理 ,數(shù)碼管顯示原理 ,動(dòng)態(tài)和靜態(tài)顯示原理 ,定時(shí)中斷 ,A/D 轉(zhuǎn)換 等原理 .該系統(tǒng)能夠顯示年 ,月 ,日 ,小時(shí) ,分鐘 ,秒 ,星期 ,農(nóng)歷 ,溫度 ,通過(guò)按鍵可以修改時(shí)間等功能 .此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,功能齊全 ,具有一定的推廣價(jià)值 。如 :利用 AT89S52 芯片 ,定時(shí)器用工作方式 1,每 50ms 產(chǎn)生一個(gè)中斷 ,循環(huán)20 次 ,即 1s 周期。 此方法優(yōu)點(diǎn)是可以省去一些外圍的芯片 ,但這種方法只能適用于一些要求不是十分精確 ,不做長(zhǎng)期保留的場(chǎng)合。 但是對(duì)于 80C52 單片機(jī)來(lái)說(shuō) ,低位地址線要通過(guò)鎖存器輸出 ,還要地址譯碼器 ,而且并行口芯片的體積相對(duì)較大 。 所以，最終選擇串行時(shí)鐘芯片 DS1302。 特 點(diǎn) : 以省出不少的 I/O 口資源 ,程序編寫相對(duì)復(fù)雜點(diǎn) ,適用于鍵數(shù)比較多的情況。 特點(diǎn) : 電路簡(jiǎn)單，程序容易寫 ,適用于按鍵數(shù)較少的情況。 顯示模塊選擇 方案一 :LED 數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管顯示比較常用的是采用 CD4511 和 74LS138 實(shí)現(xiàn)數(shù)碼轉(zhuǎn)換 ,數(shù)碼顯示分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示 ,靜態(tài)顯示具有鎖存功能 ,可以使數(shù)據(jù)顯示得很清楚 ,但浪費(fèi)了一些資源。編程簡(jiǎn)單 ,但只能顯示數(shù)字 ,不能顯示中文。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)。 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 4 電子萬(wàn)年歷的研究情況 經(jīng)過(guò)多方面考慮與反復(fù)的實(shí)踐與驗(yàn)證，我決定使用 AT89s52 單片機(jī)為核心處理器，采用串行接口時(shí)鐘芯片 DS302 作為內(nèi)部時(shí)鐘， 以獨(dú)立式鍵盤控制，LCD1602 為顯示屏的萬(wàn)年歷，該萬(wàn)年歷不僅可以顯示傳統(tǒng)的年，月，日，時(shí)，分，秒還能顯示星期，農(nóng)歷和實(shí)時(shí)溫度。 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 5 第二章 主要硬件描述 AT89S52 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 主要性能 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容； 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器； 1000 次擦寫周期； 全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 32 個(gè)可編程 I/O 口線； 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 六個(gè)中斷源； 全雙工 UART 串行通道； 低功耗空閑和掉電模式； 1掉電后中斷可喚醒； 1看門狗定時(shí)器； 1雙數(shù)據(jù)指針； 1掉電標(biāo)識(shí)符 。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。作為輸出口， 每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) TTL 邏 輯電平。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 7 能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由 于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） 。 MISO（在系統(tǒng)編程用） 。 P3 口 ： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 8 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。此外，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 禁止位無(wú)效。 EA/VPP： 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， 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)器的指令。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 LCM1602 工作原理 LCD1602 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。 目前市面上字符液晶大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 9 相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用 4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在這種應(yīng)用中， P2 口使用 很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。對(duì) P3 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用 。 端口引腳第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) 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 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。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 高電平將是單片機(jī)復(fù)位。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 10 該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 管腳功能 圖 22： LCD1602 引腳圖 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 為電源地 第 2 腳： VCC 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地 電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 工作原理 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線 1 RES 復(fù)位 2 I/O 數(shù)據(jù)線 3 SCLK串行時(shí)鐘時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信 DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。 表 21 DS1302 管腳 X1 X2 晶振管腳 GND 地 RST 復(fù)位 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 SCLK 串行時(shí)鐘 Vcc1 Vcc2 電源供電管腳 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 12 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302的引腳排列 ,其中 Vcc1為后備電源， VCC2為主電源。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大 者供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時(shí)， DS1302由 Vcc1供電。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302進(jìn)行操作。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 工作原理 DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與 DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩 頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。圖 3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程 中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值。 圖 23DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 14 第三章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電子時(shí)鐘至少包括秒信號(hào)發(fā)生器、時(shí)間顯示電路、按鍵電路、供電電路等 四部分，另外，本設(shè)計(jì)要求該電子鐘能夠采集溫度，所以還需要溫度采集 電路 ，硬件電路框圖如 圖 31。鍵盤是為了完成時(shí)鐘 /日歷的校準(zhǔn)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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、 P P P3），每一條 I/O 線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。第 9 引腳為復(fù)位輸入端 ,接上電容 ,電阻及開(kāi)關(guān)后夠上電復(fù)位電路 ,20 引腳為接地端 ,40 引腳為電 AT89S52 LCD1602顯示器 DS1302 時(shí)鐘 溫 度 傳感 器DS18B20 鍵盤 +5V電源 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于液晶顯示的萬(wàn)年歷 15 源端。電路圖如圖 33 所示 。電路圖如圖 34所示 。 匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng) ,所以用匯編語(yǔ)言編寫的程序在單片機(jī)里運(yùn)行起來(lái)效率較高 。 主程序設(shè)計(jì) 第一次上電 ,系統(tǒng)先進(jìn)行初始化 ,LCD顯示初始時(shí)間 “ 03:25:00” ,并開(kāi)始走時(shí) ,初始日期為 “ 2020430”。 主序流程圖如圖 41。在讀寫操作子程序中都執(zhí)行了關(guān)中斷指令，因?yàn)樵诖型ㄩ_(kāi)始 初始化 顯示子程序 DS