【正文】 .......................................... 35 參考文獻(xiàn) ........................................................... 36 致謝 ............................................................... 37 附錄 ............................................................... 38 附錄一：系統(tǒng)程序如下： ........................................... 38 附錄二：系統(tǒng)原理圖 ............................................... 59 附錄三： 液晶顯示和 DS1032 時(shí)鐘的 PCB 圖 ........................... 60 附錄四：鍵盤的 PCB 圖 ............................................. 61 6 1 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 365 天（ 52 周 +1 天），閏年 366 天（ 52 周 +2 天），平年 2 月 28 天，閏年2月 29天。 4 年（ 3 個(gè)平年 +1 個(gè)閏年）共 208 周 +5天 每百年共 100*（ 208 周 +5 天） 1 天 =5217 周 +5 天 每 400 年共 4*（ 5217 周 +5 天） +1 天（整 400 年閏） =20871 周 +0 天，即每400 年一個(gè)輪回。 ，通過(guò)鍵盤加減 調(diào)整萬(wàn)年歷。 方案二 : 采用 AT89S52,芯 片內(nèi) ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V的超底壓工作；同時(shí)也與 MCS51系列單片機(jī)完全 兼容， 該芯片內(nèi)部存儲(chǔ)器為 8KB ROM 存儲(chǔ)空間，同樣具有 89C51 的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略?功能需要 寫(xiě) 入程序時(shí)，不需要對(duì)芯片多次拔插，所以不會(huì)對(duì)芯片造成損壞。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證： 方案一： 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。所以不采用此方案。矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)性好 ,使用于按鍵較多時(shí)的情況。單片機(jī)一條 I / O 口線對(duì)應(yīng)一個(gè)按鍵。 由于這次設(shè)計(jì)中，使用的功能鍵比較多，若采用獨(dú)立式鍵盤占 有的 I/O 口比較多，所以在這里采用 矩陣 式鍵盤。 DS1302 提供時(shí)鐘 。 9 3 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 萬(wàn)年歷采用 LCD12864 液晶 顯示時(shí)間。 按調(diào)試鍵 按 秒 、分、 時(shí) 、 星期 、 日、月、 年 的調(diào)整運(yùn)算。若滿足條件則清零并向高位進(jìn) 1，若不滿足則繼續(xù)計(jì)數(shù)。當(dāng)滿 60分時(shí) “ 分 ” 單元清零，同時(shí) “ 時(shí) ” 單元加 1。 ， 系統(tǒng)框圖 顯示采用 LCD12864 液晶顯示模塊，設(shè)置時(shí)間按鍵采用矩陣 式 鍵盤，時(shí)間生成采用 DS1302 時(shí)鐘芯片，系統(tǒng)框圖如下： AT89S52 主控制模 塊 DS1302 時(shí)鐘模塊 LCD 液晶顯示屏顯示模塊 鍵盤模塊 10 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)硬件概述 本電路是由 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；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(duì)年、月、日、 星期 、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。 主要單元電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)核心部分 單片機(jī)主控模塊 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。 8KB 可改編程序 Flash 存儲(chǔ)器（可經(jīng)受 1000 次的寫(xiě)入 /擦除周期） 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密 32條可編程 I/O 線 6個(gè)中斷源 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器 AT89S52 的引腳及功能 AT89S52 單片機(jī)的管腳說(shuō)明如圖 2所示。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸 入端。 ② XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的 1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。然而要注意的是：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。 ③ /PSEN 程序存儲(chǔ)允許（ /PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。要使 CPU 只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H～ FFFFH），則 /EA 端必須保持低電平（接到 GND 端）。 (4) 輸入 /輸出引腳 ～ 、 ～ 、 ～ 和 ～ ① P0 端口（ ～ ） P0是一個(gè) 8位漏極 開(kāi)路型雙向 I/O 端口。 ② P1 端口（ ～ ） P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。對(duì)端口寫(xiě) 1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 ③ P2 端口 （ ～ ） P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。對(duì)端口寫(xiě) 1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 ④ P3 端口（ ～ ） 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 ， 這是由于上拉的緣故。 表 1 P3端口的特殊功能 端口引腳 兼 用 功 能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷 0） /INT1 （外部中斷 1） T0 （ 定時(shí)器 0的外部輸入） T1 （定時(shí)器 1的外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） AT89S52單片機(jī)為 40引腳雙列直插芯片 , 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。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 KHz 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(guò)程中 RSTS置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。中有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將RST 置為高電平， I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向）。 圖 4 DS1302的引腳圖 DS1302 的性能特性 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31 8位 RAM； ～ 電壓工作范圍； 用于時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫(xiě)的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； 可選的慢速充電（至 VCC1）的能力。 表 2 為DS1302 的控制字，此控制字的位 7必須置 1，若為 0則不能把對(duì) DS1302 進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。位 1 至位 5指操作單元的地址?？刂谱止?jié)總是從最低位開(kāi)始輸入 /輸出的。“ WP” 是寫(xiě)保護(hù)位，在任何的對(duì)時(shí)鐘和 RAM 的寫(xiě)操作之前， WP 必須為 0。 (2) DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如表 2 所示。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 表 3 DS1302的日歷、時(shí)間寄存器 此外， DS1302 還有年份寄存 器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫(xiě) )、FFH(讀 )。 圖 6 矩陣 式鍵盤原理圖 液晶顯示電路模塊 （ 1） 12864C1液晶中文顯示模塊概述 12864C1 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128 64, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交 互圖形界面。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 *注釋 2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合可將該端懸空。 （ 3） 液晶顯示模塊主要硬件構(gòu)成說(shuō)明 控制器接口信號(hào)說(shuō)明： RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式 如下表 6。 DFF=1 為開(kāi)顯示（ DISPLAY ON),DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0 為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF)。 ● 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM） 模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 64 2個(gè)位元組的空間，最多可控制 4 行 16字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示 CGROM 與 CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型 (16*8)、 CGRAM 字型及CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫(xiě)入的編碼選擇，在 0000H— 0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4個(gè)）將選擇 CGRAM的自定義字型， 02H— 7FH 的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將自 動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼BIG5（ A140— D75F）， GB（ A1A0F7FFH）。 ● 地址計(jì)數(shù)器 AC 地址計(jì)數(shù)器是用來(lái)貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由設(shè)定指令暫存器來(lái) 21 改變，之后只要讀取或是寫(xiě)入 DDRAM/CGRAM 的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會(huì)自動(dòng)加一，當(dāng) RS 為“ 0”時(shí)而 R/W 為“ 1”時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會(huì)被讀取到 DB6—— DB0中。 （ 4） 液晶顯示模塊指令說(shuō)明 模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴(kuò)充指令如下 表 表 9： 表 8 指令表 1：（ RE=0：基本指令） 指 指 令 碼 功 能 令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM填滿 20H,并且設(shè)定 DDRAM的地址計(jì)數(shù)器 (AC)到 00H 地址 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設(shè)定 DDRAM的地址計(jì)數(shù)器 (AC)到 00H,并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置 。這個(gè)指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 功能 設(shè)定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8位數(shù)據(jù) RE=1: 擴(kuò)充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設(shè)定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 CGRAM 地址 設(shè)定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標(biāo)志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標(biāo)志 (BF)可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成 ,同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器 (AC)的值 寫(xiě)數(shù)據(jù)到 RAM