基于51單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題 目 基于51單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 院 （系） 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 目錄1課程設(shè)計(jì)的目的12課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求12.1設(shè)計(jì)任務(wù)12.2設(shè)計(jì)要求13單片機(jī)發(fā)展概況14設(shè)計(jì)原理與功能說(shuō)明44.1設(shè)計(jì)思想44.2總體電路圖54.3時(shí)鐘模塊64.4液晶顯示模塊64.5按鍵模塊75系統(tǒng)測(cè)試75.1硬件測(cè)試75.2軟件測(cè)試86總結(jié)8參考文獻(xiàn)10附錄一：總體電路原理圖11附錄二：主程序12附錄三：元器件清單27附錄四：實(shí)物圖281課程設(shè)計(jì)的目的1.通過(guò)制作萬(wàn)年歷，可以對(duì)單片機(jī)這門課程更好的認(rèn)識(shí)。2.理論與實(shí)踐結(jié)合，提高自己的動(dòng)手能力。3.學(xué)會(huì)與合作者更好的交流學(xué)

2、習(xí)，共同進(jìn)步和提高。4.能夠增長(zhǎng)查閱資料的能力，視野更加開(kāi)闊。5.拓展其他學(xué)科的聯(lián)系，全面發(fā)展。6.培養(yǎng)自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。2課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.可以去學(xué)校圖書館或者網(wǎng)上，搜集整理相關(guān)的資料，做好前期理論準(zhǔn)備，為以后設(shè)計(jì)電路，看懂電路圖做理論支持。 2.構(gòu)想萬(wàn)年歷電路圖，并且具有可行性，畫出電路圖。3.列舉電路所需的電子元件，仔細(xì)對(duì)比所需的元件的參數(shù)，通過(guò)去電子元件經(jīng)銷商或者網(wǎng)購(gòu)購(gòu)買。2.2設(shè)計(jì)要求1.顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。2.可通過(guò)鍵盤自動(dòng)調(diào)整時(shí)間。3.計(jì)時(shí)精度：月誤差小于20秒。3單片機(jī)發(fā)展概況單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，它的發(fā)展史大致可分為三個(gè)階段：

3、 第一階段（1976-1978）：初級(jí)單片機(jī)微處理階段。該時(shí)期的單片機(jī)具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位時(shí)序同步計(jì)數(shù)器，尋址范圍 4KB，但是沒(méi)有串行口。 第二階段（1978-1982）：高性能單片機(jī)微機(jī)處理階段，該時(shí)期的單片機(jī)具有I/O 串行端口，有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，15 位時(shí)序同步技術(shù)器，RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達(dá) 64KB。 第三階段（1982-至今）位單片機(jī)微處理改良型及 16 位單片機(jī)微處理階段民用電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的部件控制器、智能儀器儀表、工業(yè)測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)與通信的職能接口、軍工領(lǐng)域、辦公自動(dòng)化、集散控制系統(tǒng)、并行多機(jī)處理系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。STC系列單片

4、機(jī)是由STMicroelectronics 公司生產(chǎn)，并有宏晶公司做大陸代理的。本設(shè)計(jì)使用STC89C52作為控制核心，其管腳兼容其他51系列的單片機(jī)，以下對(duì)STC89C52進(jìn)行簡(jiǎn)單講解。STC89C52單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，圖3.1是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在對(duì)各引腳功能說(shuō)明如下（圖3.2）：（1）主電源引腳Vcc

5、 ：接5V電源正端。Vss ：接5V電源地端。（2）輸入輸出引腳P.0P0.7：P0口的8個(gè)引腳。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展IO接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入輸出接口。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展IO接口時(shí)，P0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P1.0P1.7：P1口的8個(gè)引腳。可作為準(zhǔn)雙向IO接口使用。對(duì)于52子系列，P1.0 與 P1.1還有第二種功能：P1.0 可用作定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端T2。P1.1可用作定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。P2.0P2.7：P2口的8個(gè)引腳?？勺鳛闇?zhǔn)雙向IO接口；有接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展IO接口且尋址范圍超過(guò)256個(gè)字節(jié)時(shí)，P2口用作高8位地址總線

6、。P3.0P3.7：P3口的8個(gè)引腳。除作為準(zhǔn)雙向IO接口使用外，還具有第二種功能 ，詳見(jiàn)圖3.2。圖3.1 STC89C52單片機(jī)管腳圖引腳第二功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXD（串行口輸入）TXD（串行口輸出）INT0（外部中斷0輸入）INT1（外部中斷1輸入）T0（定時(shí)器0的外部輸入）T1（定時(shí)器1的外部輸入）WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)）RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)）圖3.2 P3口第二功能表 4設(shè)計(jì)原理與功能說(shuō)明4.1設(shè)計(jì)思想以STC89C52單片機(jī)為核心，外接單片機(jī)復(fù)位電路，單片機(jī)晶振電路，時(shí)鐘芯片DS1302，按鍵電路，液晶顯示電路，通

7、過(guò)控制STC89C52單片機(jī)的接口來(lái)控制時(shí)鐘芯片DS1302模塊，按鍵電路，液晶顯示模塊，使液晶能顯示陽(yáng)歷年、月、日、星期相應(yīng)的農(nóng)歷時(shí)間。液晶顯示電路DS1302時(shí)鐘電路STC89C52單片機(jī)晶振電路按鍵電路復(fù)位電路圖4-1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架4.2總體電路圖圖4-2 總電路圖4.3時(shí)鐘模塊DS1302 是美國(guó)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(duì)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2.5V5.5V。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(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存

8、放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。圖4-3 時(shí)鐘電路圖4.4液晶顯示模塊本系統(tǒng)選擇的LCD是AMPIRE12864的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。單片機(jī)P1口作為數(shù)據(jù)輸出口，RS，RW，E分別通過(guò)10K的上拉電阻連接到單片機(jī)的P0.0，P0.1,P0.2。VDD接5V電源，VSS接地。VEE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）。RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。R/W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。E(或EN)端為使能(

9、enable)端，下降沿使能。DB0-DB7為雙向數(shù)據(jù)總線，同時(shí)最高位DB7也是忙信號(hào)檢測(cè)位。BLA、BLK分別為顯示器背光燈的正、負(fù)極。圖4-4 液晶顯示電路圖4.5按鍵模塊本系統(tǒng)使用5個(gè)button元件分別設(shè)置為增加鍵、減小鍵、退出鍵、設(shè)置/OK鍵。4個(gè)按鍵與一個(gè)4個(gè)驅(qū)動(dòng)電阻相連，作為整個(gè)按鍵控制功能系統(tǒng)，以觸發(fā)AT89C52中斷為方式使用設(shè)置功能。圖4-5 按鍵電路圖5系統(tǒng)測(cè)試 5.1硬件測(cè)試在調(diào)試硬件時(shí)遇到過(guò)很多問(wèn)題，但只要細(xì)心、認(rèn)真檢查這些問(wèn)題都是可以避免的，主要問(wèn)題及解決辦法現(xiàn)列如下：認(rèn)真檢查電路是否有短路的地方，線與線之間，管腳刺破鄰近的漆包線之間是否連接在一起，有的話要用刀劃開(kāi)

10、，或者重新焊接。檢查完畢后接通電源后LCD1602沒(méi)有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬(wàn)用表檢測(cè)電路是否正常連接，在檢查回路時(shí)發(fā)現(xiàn)有的點(diǎn)之間看似連接，但由于虛焊導(dǎo)致其并無(wú)電氣連接，只能對(duì)焊腳進(jìn)行在加工直到解決問(wèn)題。5.2軟件測(cè)試由于本系統(tǒng)涉及到多個(gè)子程序，多個(gè)芯片的編程。首先必須對(duì)可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時(shí)鐘輸入端，需要晶振支持。對(duì)芯片的讀寫都需要在相應(yīng)的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)才能進(jìn)行。由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個(gè)口線傳輸，在處理采集的模擬信號(hào)時(shí)需要一定的時(shí)間，會(huì)對(duì)延時(shí)有較高要求。所以在調(diào)用溫度子程序時(shí)，先關(guān)閉定時(shí)器1中斷允許，在溫度子程序反回時(shí)再打開(kāi)定時(shí)器

11、1中斷允許。6總結(jié)在這幾天的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，老師先給我們介紹各種電子原件，讓我們了解了各種原件的不同以及注意事項(xiàng)，這次課程不僅僅讓我們動(dòng)了手動(dòng)了腦，更讓我們體會(huì)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，使我又不得不承認(rèn)理論的重要，我們必須打好基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，讓我們體會(huì)到以前從來(lái)沒(méi)有過(guò)的動(dòng)手能力，以及新穎的思維方式，讓我從中獲益非淺。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，剛開(kāi)始就參看電路指導(dǎo)書，畫出了多電路圖，進(jìn)行了仿真，但是由于實(shí)驗(yàn)元件選擇的不恰當(dāng)，是的電燈不能依次閃爍，許但最后用萬(wàn)用表才得以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在，并在老師的指導(dǎo)下，終于完成了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，雖然道路艱難，但我們卻也樂(lè)在其中，既鍛煉了動(dòng)手能力，有培養(yǎng)了動(dòng)腦能力，更加

12、利于我們?cè)谏鐣?huì)上工作。經(jīng)過(guò)我們組員三天的不懈努力，終于成功完成了萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)，完成了任務(wù)給出的所有要求,期間遇到了很多問(wèn)題，相關(guān)資料的搜集、整理，編寫、調(diào)試程序的時(shí)候所出現(xiàn)的錯(cuò)誤，硬件電路的選擇、連接。例如：液晶屏?xí)r間顯示出現(xiàn)了錯(cuò)誤即亂碼現(xiàn)象，我們通過(guò)查找書籍和上網(wǎng)搜索的形式知道了問(wèn)題所在，與延時(shí)程序有關(guān)，修改了延時(shí)程序之后問(wèn)題得到了解決。在畫原理圖的時(shí)候，剛開(kāi)始每個(gè)原件是用線連接的，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)越連越多，越連越亂，可視性太差了，很容易連錯(cuò)線，而且一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，很難檢查出錯(cuò)誤，所以我們換了一種更好的方法，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)號(hào)處理，從而使得原理圖更加的簡(jiǎn)潔、直觀，而且操作起來(lái)很方便。最終還是解決了這個(gè)難

13、題，諸如此類的錯(cuò)誤在本次設(shè)計(jì)中有不少，但是通過(guò)我們組員之間的通力合作與不懈努力終于克服了這些困難，本次實(shí)訓(xùn)不僅鞏固了我們所學(xué)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多課本之外的東西，真正做到了學(xué)以致用，加強(qiáng)了邏輯思維能力，對(duì)我們大學(xué)生來(lái)說(shuō)試一次很好的經(jīng)歷，同時(shí)也讓我們深刻體會(huì)到了團(tuán)結(jié)合作的重要性，組員之間合理分工，更加高效、迅速。另外對(duì)于了解較少的知識(shí)，我們不要?dú)怵H，我們可以通過(guò)上網(wǎng)查閱、到圖書館借書瀏覽等方式了解學(xué)習(xí)，一定要相信自己，要持之以恒，這次經(jīng)歷加強(qiáng)了我們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為我們以后的工作學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)中同學(xué)之間明確分工，互相幫助，才有了本次設(shè)計(jì)的圓滿成功。參考文獻(xiàn)1 何立民. M

14、CS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（系統(tǒng)配置與接口技術(shù)）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.2 周立功. 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程（三）.北京航空航天大學(xué)出版社，2006.3 譚浩強(qiáng). C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2006.4 付家才. 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐.北京：高等教育出版社，2006.5淡海英. 關(guān)于單片機(jī)控制的數(shù)字萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)J. 電子制作,2014.6魯廣英. 基于單片機(jī)電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 硅谷,2010.附錄一：總體電路原理圖 總體電路原理圖附錄二：主程序#includelcd.h/* 函 數(shù) 名 : Lcd1602_Delay1ms* 函數(shù)功能 : 延時(shí)函數(shù)，延時(shí)1ms*

15、 輸 入 : c* 輸 出 : 無(wú)* 說(shuō) 名 : 該函數(shù)是在12MHZ晶振下，12分頻單片機(jī)的延時(shí)。*/void Lcd1602_Delay1ms(uint c) /誤差 0us uchar a,b;for (; c0; c-) for (b=199;b0;b-) for(a=1;a0;a-); /* 函 數(shù) 名 : LcdWriteCom* 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個(gè)字節(jié)的命令* 輸 入 : com* 輸 出 : 無(wú)*/#ifndef LCD1602_4PINS /當(dāng)沒(méi)有定義這個(gè)LCD1602_4PINS時(shí)void LcdWriteCom(uchar com) /寫入命令LCD1602_

16、E = 0; /使能LCD1602_RS = 0; /選擇發(fā)送命令LCD1602_RW = 0; /選擇寫入LCD1602_DATAPINS = com; /放入命令Lcd1602_Delay1ms(1);/等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5); /保持時(shí)間LCD1602_E = 0;#else void LcdWriteCom(uchar com) /寫入命令LCD1602_E = 0; /使能清零LCD1602_RS = 0; /選擇寫入命令LCD1602_RW = 0; /選擇寫入LCD1602_DATAPINS = com;/由于4

17、位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;/Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_DATAPINS = com 4; /發(fā)送低四位Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;#endif/* 函 數(shù) 名 : LcdWriteData* 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)* 輸 入 : dat* 輸 出 : 無(wú)*/

18、#ifndef LCD1602_4PINS void LcdWriteData(uchar dat)/寫入數(shù)據(jù)LCD1602_E = 0;/使能清零LCD1602_RS = 1;/選擇輸入數(shù)據(jù)LCD1602_RW = 0;/選擇寫入LCD1602_DATAPINS = dat; /寫入數(shù)據(jù)Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5); /保持時(shí)間LCD1602_E = 0;#elsevoid LcdWriteData(uchar dat)/寫入數(shù)據(jù)LCD1602_E = 0; /使能清零LCD1602_RS = 1; /

19、選擇寫入數(shù)據(jù)LCD1602_RW = 0; /選擇寫入LCD1602_DATAPINS = dat;/由于4位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;LCD1602_DATAPINS = dat 4; /寫入低四位Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; /寫入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;#endif/* 函 數(shù) 名 : LcdInit()* 函數(shù)功能 : 初始化LCD

20、屏* 輸 入 : 無(wú)* 輸 出 : 無(wú)*/ #ifndefLCD1602_4PINSvoid LcdInit() /LCD初始化子程序 LcdWriteCom(0x38); /開(kāi)顯示LcdWriteCom(0x0c); /開(kāi)顯示不顯示光標(biāo)LcdWriteCom(0x06); /寫一個(gè)指針加1LcdWriteCom(0x01); /清屏LcdWriteCom(0x80); /設(shè)置數(shù)據(jù)指針起點(diǎn)#elsevoid LcdInit() /LCD初始化子程序LcdWriteCom(0x32); /將8位總線轉(zhuǎn)為4位總線LcdWriteCom(0x28); /在四位線下的初始化LcdWriteCom(0x

21、0c); /開(kāi)顯示不顯示光標(biāo)LcdWriteCom(0x06); /寫一個(gè)指針加1LcdWriteCom(0x01); /清屏LcdWriteCom(0x80); /設(shè)置數(shù)據(jù)指針起點(diǎn)#endif/* 實(shí)驗(yàn)名 : 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)* 使用的IO : * 實(shí)驗(yàn)效果 :1602顯示時(shí)鐘，按K3進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置，按K1選擇設(shè)置的時(shí)分秒，按K2選擇*選擇設(shè)置加1。 *注意 ：*/#include#includelcd.hsbit K1=P36;sbit K4=P34;sbit K3=P35;sbit K2=P33;unsigned char Time;/用來(lái)計(jì)時(shí)間的值void Delay1ms(unsigned

22、int c);void TimerConfiguration();void Int0Configuration();unsigned char SetPlace; /* 函 數(shù) 名 : main* 函數(shù)功能 : 主函數(shù)* 輸 入 : 無(wú)* 輸 出 : 無(wú)*/void main(void)unsigned char hour,minit,second;unsigned int i;TimerConfiguration();Int0Configuration();LcdInit();hour=12;LcdWriteData(0+hour/10);LcdWriteData(0+hour%10);Lc

23、dWriteData(-);LcdWriteData(0+minit/10);LcdWriteData(0+minit%10);LcdWriteData(-);LcdWriteData(0+second/10);LcdWriteData(0+second%10);while(1)if(TR0=0)if(K1=0)/檢測(cè)按鍵K2是否按下Delay1ms(10);/消除抖動(dòng)if(K1=0)SetPlace+;if(SetPlace=3)SetPlace=0;while(i=60)second=0;else if(SetPlace=1)minit+;if(minit=60)minit=0;elseh

24、our+;if(hour=24)hour=0;while(i=20) /一秒鐘來(lái)到改變數(shù)值Time=0;second+;if(second=60)second=0;minit+;if(minit=60)minit=0;hour+;if(hour=24)hour=0; /-顯示時(shí)鐘-/LcdWriteCom(0x80);LcdWriteData(0+hour/10);LcdWriteData(0+hour%10);LcdWriteCom(0x83);LcdWriteData(0+minit/10);LcdWriteData(0+minit%10);LcdWriteCom(0x86);LcdWriteData(0+second/10);LcdWriteData(0+second%10);/* 函 數(shù) 名 : Delay1ms()* 函數(shù)功能 : 延時(shí)1ms* 輸 入 : c* 輸 出 : 無(wú)*