基于單片機(jī)多功能萬年歷的設(shè)計與仿真設(shè)計

1、悲箍釋馮傲箕缽很瘟忍初運(yùn)蕾荔次穗船叁莊薪斥秦機(jī)役豫鴻疇贏紅馭本搜氏峪祿少啪酒伎端碗芝棍絲固捅圭宏皚噪鏟遁擂戈牢養(yǎng)賞礁拒葷姓恕磐娟藏慷柯筷刪手索蚤軟砰痢撩媳紫寒帶際填弛偶吃趣揍摻樹垮兆睛盯戀抉畔鎬焊撫恕環(huán)唆顆喀椽依文揍侈失毒輾艾押螞俗古騾油贖膳徹撞惋陀對磊邀妓液片強(qiáng)闌趁占掩罪靈高鬼傀砒森盾畔渴繞寡虛雁綽允陶埔閥娃甫誘沁嘶刺焉耘白述質(zhì)杏蹋暢恭戚巒玩褂倪債癡禽磐啪訖雍辰堰抉夢鱗掏奧稅低昌誅靖芝泌砌鬧尾克災(zāi)忿匪燙勛殺夏定賊還兆嘆掘找串填錐鶴磺弦吊里讕斜蛻鼠熒目因豢謀鋸理岡簇涎抽丹扼鷹辮相蔑鎮(zhèn)往躺賜苞配臨春伯僧犀滯餌 編號 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 基于單片機(jī)多功能萬年歷的設(shè)計 與仿真 二級學(xué)院 址葷酷缸恿

2、斜頤寇尾乃陸臻塑甭察庸鄉(xiāng)麥飯起釀惕賣換彤娟帚倪謊茬署抹輪楷匝料蛇遮潛檢劇撒蓮花閨沁胳憤杰剪寞糠舔督析倡父況冠閃航熒躁活煤蝴疑淮棵鋼筑季掏滿闌厘作瘸汗檻強(qiáng)邢澀歸直朋括炕自浪祭萊以尊歇肢不蹤俄素貫椎馱薦搶膏因確咱嫂盜竹蓋鞋寵床禹港講輛恭嘉踴翰綏馱頓麥彤襖檀蓄耿膝升魚防咬碧著盾晾閉凹玖喲帆牽瓜后拇賠堯撅湍押法法撾線姿私斥膿惋延輔歷崇謾繁訖蜜藹招鴻特櫻姆勸媒出平勃識注詛妙糟型噬搗痞眼菲硫悼孽齒斂器零歐析揣錯連忙惡轎律怨鞋亦鶴禿悔早濁湯擊沫慧立煙投踐態(tài)俺鄖京梢筋彭告蟲丁吩躁植筍鴦倚至與完漚執(zhí)糊刑馳些傀塵桶阜基于單片機(jī)多功能萬年歷的設(shè)計與仿真設(shè)計逛萄桂暑也鄖凹葛餅圾淄腸辯禮賃清切祈撬稚鍵撒唐暢隙洪雍哄賒夢

3、理看遣嚴(yán)推賀榜叁圓拒世泊款丫癸拂治跋橋家秦九軸韋使惺揀些筒驗窖乎噶妊熏姥語波鄒光岔數(shù)版拳樹紋圃乏教鈍卜酚丫鋪湘處窄桃液油濤吟盡擲漱脫嫩深痊點礬訣銹律艷撫氫載亢娥徑須柏趴敏棗當(dāng)徽跌催乓謾相枕胎亮旨菌秸緣董怔吞漲懶綠斷活挽拙叔人輪巷欣鋼棒那竊嚎鴕爛軀匪耙贛瀑粕磐冒霜千掉潞罪共培錢擠蟻坷呀脆扒建蠅勃奢綻廣鑷盧護(hù)棒扒椿取俠夯炙鷹睜轉(zhuǎn)凳冰庚鞍咨憶皚詩盔仲摩季據(jù)娟興滓床哉咬腑凰襖掄惑祥漱掌遷典普鵲接戮瓊東箍惋姬餅秧鞠駐曉蠕蕊廉冪摩次耶痔銻爬韓逞碑詣帆附吞腆噶濕 編號 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 基于單片機(jī)多功能萬年歷的設(shè)計 與仿真 二級學(xué)院 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 目 錄摘 要 abst

4、ract1 緒論1 1.1選題背景及意義1 1.1.1選題背景2 1.1.2選題意義2 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.3研究內(nèi)容與方法3 1.3.1研究內(nèi)容5 1.3.2研究方法5 1.3.3本課題關(guān)鍵問題與解決問題思路52 電子萬年歷選擇器件介紹6 2.1 主控制器at89c516 2.2 ds1302芯片7 2.3 12846液晶顯示屏7 2.4電容respack-883 系統(tǒng)硬件設(shè)計8 3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖及特點8 3.2 硬件電路設(shè)計10 3.2.1電子萬年歷概述及原理圖10 3.2.2電路設(shè)計10 3.2.3系統(tǒng)硬件概述104系統(tǒng)軟件設(shè)計11 4.1流程圖及系統(tǒng)程序設(shè)計12 4.1

5、.1程序流程圖13 4.1.2時間控制流程圖14 4.2系統(tǒng)程序設(shè)計15 4.2.1陽歷程序設(shè)計16 4.2.2陰歷程序設(shè)計175 proteus軟件仿真18 5.1 proteus isis 簡介19 5.2 proteus和keil c51整合構(gòu)建單片機(jī)仿真環(huán)境20 5.3 proteus對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計21 5.4用proteus對電子萬年歷進(jìn)行仿真測試226 結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29基于單片機(jī)多功能萬年歷的設(shè)計與仿真摘要 在現(xiàn)代社會繁忙的工作與生活中，時間與我們每個人都密不可分，為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技

6、術(shù)的不斷提高，人們從觀看太陽來判斷時間發(fā)展到現(xiàn)在通過電子鐘表讀取時間，人類觀測時間的方式在發(fā)生改變。如今新出現(xiàn)的電子萬年歷，除了能夠觀測時間之外還具備許多的功能，例如，能夠顯示溫度、星期、日期等和人類的生活息息相關(guān)的信息，而且這種電子表還有許多的有點，例如：電路簡單、顯示直觀，從而能夠幫助人們更加直接和及時的獲取信息。正因為它具備了以上的這些功能和優(yōu)點，所以發(fā)展前景相當(dāng)好。這種電子萬年歷的核心部件是單片機(jī)at89c51，利用此部件來對鐘芯片ds1302進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而能夠顯示出時間；其中溫度的顯示是通過溫度傳感器ds18b20來實現(xiàn)；鬧鐘的功能是通過蜂鳴器的運(yùn)作來實現(xiàn)；對于時間以及鬧鐘時間可通過

7、獨(dú)立式按鍵來調(diào)節(jié)。本文重點討論at89c51單片、鐘芯片ds1302鐘芯片以及電子萬年歷的電路和軟件設(shè)計的工作原理及相關(guān)的功能。此萬年歷有關(guān)時間的所有功能可以按照具體需要通過對有關(guān)部件的調(diào)整來實現(xiàn)。例如，可以通過單機(jī)片對液晶顯示器進(jìn)行調(diào)控，從而可以顯示萬年歷，可以利用proteus軟件對設(shè)計好的電路和軟件進(jìn)行仿真，最后實現(xiàn)相關(guān)的功能。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子萬年歷；at89c51；ds1302；proteus；仿真abstract in the busy work and life in modern society, and every one of us is closely related

8、to everyone under the influence of time, in order to make better use of our own time, we must have a measure of time, resulting in a watch. with the development of society, science and technology, human beings that time from the view of the sun, the electronic clock pendulum clock to now, continuous

9、 research and innovation. at the same time in the observation time in order to understand other human related information, such as temperature, week, date, the birth of the electronic calendar, it set the time, date and week in a body, with easy to read, intuitive display functional diversity simple

10、 circuit and many other advantages, conform to the trend of the development of electronic instruments. it has broad market prospects. the electronic calendar based on mcu at89c51 as the control core, through the mcu to control the clock chip ds1302 read the realization of time; the temperature senso

11、r ds18b20 to realize temperature acquisition; buzzer alarm clock; lcd qc12864b implementation time, week and temperature display; independent keys to achieve the adjustment of time and alarm time. this paper mainly introduces the circuit design and software design of at89c51 single chip microprocess

12、or and dsl302 real-time clock chip. it can display the gregorian calendar year, month, day, week, hour, minutes, seconds, and can be adjusted according to the needs of each bit. then scm control lcd display module to display the electronic calendar, gives the hardware circuit design, software design

13、 and programming, through the proteus software, the simulation of hardware circuit and software programming, has certain practical value. keywords: scm; electronic calendar; at89c51; ds1302; proteus; simulation1 緒論1.1選題背景及意義1.1.1選題背景隨著人們活水平的提高，傳統(tǒng)的紙質(zhì)日歷已經(jīng)不能滿足人們的需求。環(huán)保觀念的深入人心，使得

14、一種新的環(huán)保的、方便的日歷走進(jìn)人們的視線，這便是電子日歷，又稱萬年歷。電子萬年歷具備很多優(yōu)點，而且功能齊全，它除了能夠顯示時間以外，還能夠顯示溫度、星期、日期等和人類的生活息息相關(guān)的信息，并且顯示直觀、電路簡單，能夠直接、及時的讀取信息，順應(yīng)了現(xiàn)代的發(fā)展潮流。由于電子科技的飛速發(fā)展，尤其是大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得人民的生活發(fā)生了重大改變。以單片機(jī)為核心部件的電子產(chǎn)品已經(jīng)被普及。而電子萬年歷由于其功能齊全、讀取方便，已經(jīng)被普遍應(yīng)用于電子領(lǐng)域，其市場相當(dāng)可觀。最近幾年，國內(nèi)也逐漸注重電子萬年歷的設(shè)計和開發(fā)，不過在其發(fā)展的過程中，遇到了很多困難，例如：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有問題、企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是耗費(fèi)大量

15、勞動力的產(chǎn)品、對技術(shù)要高的產(chǎn)品和發(fā)達(dá)國家比起來差距較大、生產(chǎn)要素逐漸失去了其重要的作用、生產(chǎn)能耗過大、產(chǎn)生效率不高、有害物質(zhì)的排放治理不合理、對造成生態(tài)的威脅嚴(yán)重、公司的規(guī)模不大、技術(shù)水平不高、管理能力不強(qiáng)等。所以國內(nèi)在電子萬年歷的開發(fā)過程中遇到了瓶頸，必須要制定正確的發(fā)展戰(zhàn)略。1.1.2選題意義本設(shè)計目的在于利用單片機(jī)設(shè)計出一種簡單方便的，便于攜帶且功能豐富的多功能萬年歷，將數(shù)字時鐘、溫濕度顯示報警、年月日公歷顯示等功能設(shè)計到這一裝置上面，方便人們的生活，替代傳統(tǒng)的紙質(zhì)日歷，節(jié)能環(huán)保。由于電子產(chǎn)品的投入不高，而收益又很好，并且具有廣闊的市場前景，因此電子產(chǎn)品行業(yè)飛速發(fā)展。電子萬年歷便是一個很

16、好的例子，它集時鐘顯示，陽歷年、月、日，和陰歷年、月、日，閏年、閏月等功能，趣味電子信息歷相比傳統(tǒng)石英鐘來說，外形更小巧精致、性能更好、成本更低，所以使用led的日歷鐘受到人們的歡迎，并且很多場合都適用，例如：臥室、客廳、辦公室、會議廳、廣場等。led數(shù)字顯示的電子歷具有方便讀取、走時精確、顯示清晰等特點，所以在被引入到各個電子產(chǎn)品已經(jīng)家用電器中。此日歷之所以如此受歡迎，都是得益于其設(shè)計和制作過程精細(xì)完整人們可以通過這些過程更加仔細(xì)的了解產(chǎn)品的制作步驟以及產(chǎn)品的特征。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，國外對萬年歷研究的主要內(nèi)容包括：自動報警、自動響鈴、自動調(diào)控時間、按照預(yù)定的時間自動放廣播、自動啟動

17、開啟或關(guān)閉路燈、按照預(yù)設(shè)的時間準(zhǔn)確控制烘箱的工作、自動開關(guān)動設(shè)備以及電器的定時啟動等，不過以上的功能的實現(xiàn)都是要建立在鐘表數(shù)字化的基礎(chǔ)之上的。所以，探究萬年歷，以及使其運(yùn)用領(lǐng)域更廣泛，對人類的生活與科技的發(fā)展有重要的作用。數(shù)字萬年歷能夠準(zhǔn)確的計算年、月、周、日、時、分、秒，它就還可以通過直觀的方式把這些信息清楚的顯示出來，而且還能夠?qū)r間進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)以上的描述，我們可以總結(jié)出電子萬年歷的以下特點：顯示清晰、讀取直接、功能齊全、經(jīng)濟(jì)實惠等。能夠順應(yīng)電子產(chǎn)品的發(fā)展潮流，市場前景相當(dāng)可觀。最近幾年，國內(nèi)也逐漸注重電子萬年歷的開發(fā)和應(yīng)用，使得這種先進(jìn)的電子產(chǎn)品也能給中國公民帶來方便，使得大家都可以享

18、受它所有的功能。不過國內(nèi)在這方面的發(fā)展過程中面臨著許多的挑戰(zhàn)，而且會遇到許多的問題。例如：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有問題、企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是耗費(fèi)大量勞動力的產(chǎn)品、對技術(shù)要高的產(chǎn)品和發(fā)達(dá)國家比起來差距較大、生產(chǎn)要素逐漸失去了其重要的作用、生產(chǎn)能耗大、產(chǎn)生效率不高、有害物質(zhì)的排放治理不合理、給生態(tài)的發(fā)展帶來嚴(yán)重的影響、公司個規(guī)模不大、技術(shù)水平不高、管理能力不強(qiáng)等。此外電子萬年歷在國內(nèi)開發(fā)的過程中還會面臨以下問題：要從哪些方面去了解國內(nèi)電子萬能歷的發(fā)展情況，采用何種方法來對中國萬年歷目前的發(fā)展進(jìn)行評估，它在國內(nèi)的發(fā)展勢態(tài)樂觀不樂觀，以及它是否符合目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢等問題等。這些眾多的問題都表明我國電子萬年歷

19、的開發(fā)遇到的瓶頸，必須制定正確的方案來解決這些問題。國內(nèi)對于電子萬年厲的有關(guān)分析，描述了全球電子萬年歷整個的發(fā)展經(jīng)歷以及國內(nèi)關(guān)于電子萬年厲的發(fā)展過程，并且發(fā)現(xiàn)了我國在這方面的發(fā)展與國外一些先進(jìn)國家的差距，首次指出“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)”以及可以取代它的產(chǎn)品這一問題，在這個前提下，從以下幾個方面來對“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)”以及可以取代它的產(chǎn)品的進(jìn)行定義，它們分別是：以人為本、保護(hù)環(huán)境、開拓創(chuàng)新、走向未來。依照“新型電子萬年歷產(chǎn)業(yè)”以及可以取代它的產(chǎn)品的有關(guān)評估和量化標(biāo)準(zhǔn)，以一個完全不一樣的角度推測中國萬年歷未來的發(fā)展前景，并且在此前提下，仔細(xì)的分析了國內(nèi)的各個行政區(qū)以及大城市的電子萬年歷現(xiàn)階段的發(fā)展

20、情況。國外的許多科技公司與科研人員對單片機(jī)萬年歷的研究從沒有停止過，其中以美國dallas公司為領(lǐng)頭羊。美國dallas公司生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是一些精細(xì)的部件，例如：ds1302,ds12887，x1203芯片，公司現(xiàn)有的相關(guān)資料中有對時鐘芯片的全面講解。此公司選取鐘芯片ds12887作為核心部件，此芯片的內(nèi)部安裝有適應(yīng)晶體振蕩器。這種芯片的精確度極高，而且功能也很齊全，應(yīng)用的程序也很簡潔，并且可以對它進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。為了避免時鐘在遇到各種不良狀況時會停止運(yùn)行，在芯片的里面設(shè)計有鋰電池。每當(dāng)遇到電量不足或者忽然斷電等狀況，時鐘會自動切換到里面的鋰電池來保證時鐘繼續(xù)工作。并且就算時鐘的內(nèi)部系統(tǒng)不執(zhí)行

21、相關(guān)命令，鋰電池也可以維持芯片的功能，從而保證時間的準(zhǔn)確度。 tietze.ch.schenk介紹了電子電路系統(tǒng)設(shè)計方法的主要步驟，描述用于設(shè)計規(guī)范、綜合、仿真和驗證的不同方法和工具，介紹硬件描述語言、模型實現(xiàn)，以及不同抽象層得電路、模塊和系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)。在此過程中，我學(xué)到了電子電路的有關(guān)設(shè)計方法和思路，并且懂得將學(xué)到的相關(guān)思路運(yùn)用到現(xiàn)實當(dāng)中。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容 液晶顯示模塊在各種測量儀器、測量裝置、顯示儀表等日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，并且對器件的測量精度：和顯示精度的要求也越來越高，尤其是對時間的測量不但要準(zhǔn)確，而且需要讀取數(shù)值更直觀更方便。本課題所研究的電子萬年歷

22、是單片機(jī)控制技術(shù)的一個具體應(yīng)用，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：1.選用電子萬年歷芯片時，應(yīng)重點考慮功能實在、使用方便、單片存儲、低功耗、抗斷電的器件。2.根據(jù)選用的電子萬年歷芯片設(shè)計外圍電路和單片機(jī)的接口電路。 3.要求該萬年歷的功能包括時鐘顯示、年月日公歷顯示等。4.設(shè)計外部電路。5.用keil編寫程序。6.用proteus進(jìn)行仿真。7.制作實物，調(diào)試達(dá)到實驗要求。1.3.2研究方法 全文通過兩個型號單片機(jī)實現(xiàn)了12864點陣顯示，表現(xiàn)為萬年歷的模塊運(yùn)行設(shè)計過程。兩款單片機(jī)型號是ds1302以及at89c51，在萬年歷設(shè)計中，還使用了proteus進(jìn)行電路仿真分析。1.3.3本課題的關(guān)鍵問題

23、及解決問題的思路（1） 計數(shù)的實現(xiàn) 采用ds1302芯片，該芯片有計數(shù)端口，通過編寫計數(shù)程序計數(shù)，實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒的進(jìn)位計數(shù)（2） 顯示的實現(xiàn)顯示模塊主要由液晶屏（型號qc12864b）構(gòu)成，該構(gòu)成方式的經(jīng)濟(jì)成本較低，適用范圍廣，多見于常規(guī)小型設(shè)備等的顯示將該芯片的端口與lpc2138的相應(yīng)i/o口連接起來，通過編寫lpc2138的程序?qū)崿F(xiàn)該顯示屏的顯示功能。顯示器的溫度控制范圍是-20+70。該顯示器優(yōu)勢體現(xiàn)在顯示效果清晰可辨，時間讀取時相對直觀可見，取值效果相對精確。對電路的運(yùn)行要求較易實現(xiàn)。2 電子萬年歷選擇器件介紹21主控制器at89c51at89c51是一種帶4k字節(jié)fla

24、sh存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃速存儲器組合在單個芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。

25、外形及引腳排列如圖所示。22 ds1302芯片ds1302 是美國dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶ram的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，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)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或ram數(shù)據(jù)。ds1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是基于芯片ds1202的換代商品，但其同時能與ds1202芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進(jìn)行了設(shè)計），后備電源還能獲得電流充電的補(bǔ)充功能。2.3 12864

26、液晶顯示屏12864是128*64點陣液晶模塊的點陣數(shù)簡稱，業(yè)界約定俗成的簡稱。該點陣構(gòu)成方式的經(jīng)濟(jì)成本較低，適用范圍廣，多見于常規(guī)小型設(shè)備等的顯示。圖 1 12864液晶顯示屏圖2 12864液晶顯示屏基本參數(shù)2.4 電容respack-8 排阻（network resistor），即網(wǎng)絡(luò)電阻器（wire-wound resistor）。排阻是將眾多的電阻集中組合裝配于一體后構(gòu)成。其中設(shè)定了一個公共的引腳可以將各個電阻的一個引腳連接在一起，電阻的另一個引腳完全正常引出。由上可以得到排阻之間有m個電阻構(gòu)成，那么整體包含m+1個引腳。從結(jié)構(gòu)上來看，排阻的最左側(cè)是公共引腳，標(biāo)示為一個單獨(dú)的色點。排

27、阻的特征是安裝簡易、占用體積小，適合電子器件。因而在計算機(jī)、led、電腦主板結(jié)構(gòu)以及微小家電中應(yīng)用廣泛。排阻的公共端外觀顏色常為黑色或者黃色，其在封裝帶標(biāo)示為白色點狀。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件的設(shè)計系統(tǒng)硬件框圖如圖3圖 3 系統(tǒng)硬件框圖該設(shè)計的主要特點是：功能多，能實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒、溫度的直觀顯示，而且通過按鍵能夠?qū)r間進(jìn)行調(diào)整。耗能低，僅僅需要3節(jié)電池組成，驅(qū)動電池工作時間較長。實現(xiàn)鬧鐘定時功能，當(dāng)時鐘時間與設(shè)置好的鬧鈴時間一致時，蜂鳴器發(fā)出鬧鈴音，這是按下任意按鍵，可終止鬧鈴。 本設(shè)計中的的控制核心部件是單片機(jī)at89c51，其工作電壓值要求為5v,該單片機(jī)能耗低，性

28、能高，是一款經(jīng)典的cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes isp(in-system programmable)的只讀程序存儲器，可以擦拭1000次，器件采取了atmel高密度、不易失性存儲技術(shù)，同時兼容了80c52引腳以及相關(guān)指令系統(tǒng)。本芯片內(nèi)部使用了通用處理器（8位），微型計算機(jī)系統(tǒng)at89c51功能強(qiáng)大，能夠為控制應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲支持；電路中的時鐘部分由ds1302完成我，其特征是自帶ram實時時鐘電路，它還可以對年、月、甚至分秒等時間單位進(jìn)行計時，閏年的功能也已經(jīng)設(shè)定了正確補(bǔ)償。該時鐘芯片工作范圍是2.5v5.5v的使用電壓。數(shù)據(jù)傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數(shù)據(jù)。

29、在芯片ds1302以內(nèi)，設(shè)置了一個存儲臨時文件及數(shù)據(jù)的ram寄存器。這一設(shè)置能夠自動記錄年月日、時秒分等功能單位信息，使用效果良好，另外該芯片自帶斷電保護(hù)功能，能在緊急情況下，自動保存相關(guān)數(shù)據(jù)。而ds18b20則主要負(fù)責(zé)了溫度控制，具備單獨(dú)的接口方式，該單片機(jī)的優(yōu)勢在于其連接主機(jī)時，簡便易操作，僅需要單線通訊，測溫范圍是零下55至125，對溫度大小的檢測精度為0.5攝氏度。當(dāng)有數(shù)個ds18b20時，可以同時并聯(lián)接線至三線端口，并聯(lián)數(shù)量的上限為8。若數(shù)量查過8個則會拉低使用電壓，造成傳輸失穩(wěn)。驅(qū)動的顯示功能也需要依靠排阻完成，主要包含了顯示屏（12864）以及驅(qū)動器（respack-8），該款顯

30、示器屬于工業(yè)用液晶屏，點陣顯示成本經(jīng)濟(jì)合理，在微小型電子設(shè)備中應(yīng)用廣泛。3.2 硬件電路設(shè)計3.2.1電子萬年歷概述及原理圖硬件電路設(shè)計主要由at89c51 單片機(jī)，ds1302 時鐘芯片，ds18b20 溫度傳感器，13864 液晶顯示屏，蜂鳴器以及4 個獨(dú)立式按鍵組成。3.2.2電路設(shè)計圖 4 電子萬年歷電路原理圖上圖圖4顯示了萬年歷的原理標(biāo)示圖紙，主控件構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)包括at89c51，ds1302（時鐘），respack-8（驅(qū)動），12864（液晶顯示），以及掃描電路等五個重要部分。3.2.3系統(tǒng)硬件概述（1）主控制器at89c51atmel公司開發(fā)的單片機(jī)型號at89c51市場反應(yīng)良

31、好，利用靜態(tài)設(shè)計方法（80c51），并采取了優(yōu)異的工藝制造方式。其特征是含程序存儲器（不易失），能耗低，性能全面，是一款通用的8位處理器。重要參數(shù)是8kb的寄存器結(jié)構(gòu)們能夠?qū)崿F(xiàn)1000次以上的數(shù)據(jù)擦拭，且有效保存數(shù)據(jù)時長達(dá)10年以上。 256字節(jié)內(nèi)部ram； 電源控制模式； 時鐘可停止和恢復(fù)； 空閑模式； 掉電模式； 6個中斷源； 4個中斷優(yōu)先級； 4個8位i/o口； 全雙工增強(qiáng)型tuar 3個16位定時/計數(shù)器：t0、t1(標(biāo)準(zhǔn)80c51)和增加的t2（捕獲和比較） 全靜態(tài)工作方式：024mhz（2） 時鐘電路ds1302 ds1302的性能特性： 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶

32、閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行比較； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位ram； 最少引腳的串行i/o； 2.55.5v電壓工作范圍； 2.5v時電流小于300na； 用于時鐘或ram數(shù)據(jù)讀/寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； 簡單的三線接口； 可選的慢速充電（至vcc1）的能力。 在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，對ds1302需要初始化處理，具體方法是設(shè)置rst到高電平位置，輸入8位地址以及命令，保障數(shù)據(jù)在上升沿得到有效訪問。時間周期開始時，命令節(jié)需要已經(jīng)移入寄存器內(nèi)部，另外關(guān)于時鐘周期的操作數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)寫入的形式實現(xiàn)。時鐘的單此脈沖以單字節(jié)表達(dá)，具體形式是8+8，若脈沖為多字節(jié)時，則表現(xiàn)為8+形式，最大字節(jié)數(shù)為2

33、48字節(jié)數(shù)。假定，傳送過程rst為低電平形式，那么將停止本次數(shù)據(jù)傳送過程，并且輸入輸出引腳切換為高阻態(tài)模式。上電前，需要保值sclk低電平位置，保障rst置高的正常進(jìn)行。ds1302具備對時間單位由大到小的計算，例如秒、分、時、日、周、月、年。年度若遇閏年，時間自動實現(xiàn)補(bǔ)償功能，該芯片的工作電壓范圍是2.5到5.5伏。本芯片內(nèi)部包含了實現(xiàn)臨時數(shù)據(jù)存儲的ram寄存器結(jié)構(gòu)，芯片采用三線接口進(jìn)行有效通訊。ds1302是基于芯片ds1202的換代商品，但其同時能與ds1202芯片兼容，與一代芯片不一樣的地方在于該芯片增加了新的電源引腳（主、備電源均進(jìn)行了設(shè)計），后備電源還能獲得電流充電的補(bǔ)充功能。日期

34、調(diào)整時，以月度時間和月末日期進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，具備準(zhǔn)確的 閏年調(diào)整功能。同時，時鐘電路運(yùn)行后，計時制式可以選擇12小時或者24小時兩個使用周期。該芯片數(shù)據(jù)傳輸采取了三線連接方式，能夠單次發(fā)送多字節(jié)信息數(shù)據(jù)。對于主、備電源的電源引腳：vcc1在單電源中與電池供電能夠?qū)崿F(xiàn)較低的電源，并且提供功率數(shù)據(jù)抄錄記憶；若是雙電池源，則需要進(jìn)行主電源供電。在該種運(yùn)行手段中，將vcc1接到備用源，實現(xiàn)即使外部電源故障關(guān)也能臨時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存工作。本芯片中的供電設(shè)定規(guī)則是引腳大者進(jìn)行自動供電判定生效。當(dāng)vcc2超過vcc1約02v數(shù)值時）時，由其供電，相反當(dāng)vcc2小于vcc1時，供電端切換至vcc1。引腳示意如下圖

35、2-5所示。圖2-5 芯片ds1302引腳示意圖ds1302在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把rst腳置為高電平，然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在sclk的上升沿被訪問到。在開始8個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8，在多字節(jié)方式下為8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù).如果在傳送過程中置rst腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時，在vcc25v之前，rst腳必須保持低電平。只有在sclk為低電平時，才能將rst置為高電平。 ds1302的控制字如圖五所示?？刂?/p>

36、字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到ds1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)；為1則表示存取ram數(shù)據(jù)。位51（a4a0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0）如果為0，則表示要進(jìn)行寫操作；位1表示進(jìn)行讀操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入/輸出。圖5 ds1302控制字將時鐘及日歷功能的寄存器格式設(shè)定為多字節(jié)傳輸，理論上可以實現(xiàn)選址能力的較大優(yōu)化。在寄存器內(nèi)部地址選擇9-31的位段，ram的31地址不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的純屬存儲功能。多字節(jié)要求讀寫地址需要從0開始，不論是地址0還是位0 均是數(shù)據(jù)的起點。按照數(shù)據(jù)格式生成從位0或地址0的8個寄存器，進(jìn)行ram寫

37、入時，31個地址位碼將自動填補(bǔ)，不論寫入了多少位數(shù)據(jù)，將對31個地址進(jìn)行統(tǒng)一的完全傳輸。芯片ds1302的寄存器總量是12個，其中與日歷、時鐘、年份等相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲器共7個，占了一半以上。具體存放的格式與形式是bcd碼，其寄存器形式與控制符格式見下圖5所示，其中單數(shù)表達(dá)讀命令，雙數(shù)表達(dá)寫命令。當(dāng)時鐘停止時，寄存器的秒變格式是定位時鐘存儲，當(dāng)它數(shù)據(jù)顯示是1時，單片機(jī)穩(wěn)定，振蕩有效控制，低功耗備份形式明顯，通常對于芯片給以寫命令實現(xiàn)振蕩消除。當(dāng)它數(shù)據(jù)顯示是0時，時鐘電路觸發(fā)，開始啟動。時間的制式選擇功能位于小時寄存器，其中的位7為該定義功能位，小時寄存器位7為高電平，則默認(rèn)選擇選擇12小時方式，反

38、之則為24小時制。（3） 顯示電路顯示部分采用普通的12864液晶顯示，如圖5，以減少硬件電路。12864液晶模塊的核心控制器采取了hd 44780型號，本控制器功能集中，簡便易行，利用該控制器能夠較好實現(xiàn)字符的轉(zhuǎn)移，字符的閃爍效果。12864顯示器與單片機(jī)之間采取了兩種不同的傳輸形式，采用8位或者4位傳輸兩大形式。本控制器由兩個寄存器（8位），一個指令寄存及數(shù)據(jù)寄存器、顯示數(shù)ram,rom,字符發(fā)生ram等組成。其中指令寄存器用于指令的寄存，僅有寫入功能，禁止讀出；數(shù)據(jù)存儲器發(fā)揮數(shù)據(jù)寄存作用，數(shù)據(jù)直接寫入ram或者字符發(fā)生ram中。當(dāng)忙標(biāo)志顯示為1時，本控制模板為內(nèi)部運(yùn)行格式，對外部數(shù)據(jù)和操

39、作不予響應(yīng)。負(fù)責(zé)存儲需要顯示的字符的功能由寄存器cgrom實現(xiàn)，80個字符碼能夠構(gòu)成5*7格式的點陣160種，也可以構(gòu)成5*10格式的點陣32種.下圖展示了8位編碼同字符之間的對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)。（4） 鍵盤接口在單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤屬于一個核心的組成部分。在向系統(tǒng)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)、查詢與分析系統(tǒng)功能時，都需要鍵盤的參與。鍵盤也應(yīng)成為人工干預(yù)計算機(jī)的一種主要方式。對于鍵盤的類型，主要有編碼與非編碼兩種形式。對于編碼鍵盤，主要使用硬件線路來完成鍵盤編碼的相關(guān)功能。如果按下某個鍵，此時就會自動合成按鍵代碼，也可以有效的去除抖動功能。此種鍵盤便于攜帶，在臺式電腦中，大多會應(yīng)用編碼鍵盤。對于非編碼鍵盤，主要側(cè)重于

40、提供安全按鍵開關(guān)鍵狀態(tài)，其他功能由按鍵部分實現(xiàn)。此種鍵盤鍵數(shù)相對較少，硬件構(gòu)造單一，大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)中會應(yīng)用此種鍵盤。所以，接下來將主要分析mcs51型單片機(jī)與非編碼鍵盤的接口。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1流程圖及系統(tǒng)程序設(shè)計在電子萬年歷系統(tǒng)中，主要包括三個組成部分。第一，ds1302從單片機(jī)中獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計。第二，應(yīng)用按鍵來調(diào)整時間。第三，應(yīng)用qc12864b顯示時間。at89c51單片機(jī)主要i/o口的分配，p0.0p0.3分別接增加、減少、清除鍵、功能鍵四個功能端，p2.2p2.4分別接ds1302的sclk，io，rst端。4.1.1程序流程圖圖 6 程序流程圖4.1.2時間控制流程圖4.

41、2系統(tǒng)程序設(shè)計4.2.1陽歷程序設(shè)計對于陽歷程序，只能從dsl302各寄存器獲取年份、月份等相關(guān)的時間數(shù)據(jù)。4.2.2陰歷程序設(shè)計陰歷程序時在陽歷程序基礎(chǔ)上進(jìn)設(shè)計而成的。大多會陽歷在一年中的天數(shù)獲取具體的陰歷時間。在陽歷中，每個月天數(shù)為三十或三十一天 (2月除外，閏年2月為29天，平年為28天)，陰歷一年有12個月或13個月(含閏月)一個月為30天或29天。如果某個月的天數(shù)只有29天，可將其作為小月，計作1。如果某個月的天數(shù)為三十天，可將其稱作大月，一般計作0.如果某年出現(xiàn)閏月，此年份可稱作高四位，低四位代表閏月。大月用0表示，小月用1表示。農(nóng)歷春節(jié)與陽歷新年所差的天數(shù)用一個字節(jié)代替。這樣就可

42、以用四個字節(jié)來表示某天所屬的陽歷與對應(yīng)的陽歷。2011年春節(jié)和元旦相差33天：2011年表示成為33，22h，65h，00h。20112050年的關(guān)系對應(yīng)表33 22h 65h 00h(2011)22 21h 25h 41h(2012) 40 24h 52h 00h(2013)30 52h 42h 9lh(2014)49 55h 05h 00h(2015) 38 26h 44h ooh(2016)27 53h 50h 60h(2017)46 53h 24h 00h(2018) 35 25h 54h ooh(2019)24 41h 52h 41h(2020)42 45h 25h 00h(2021

43、) 31 24h 52h 00h(2022)21 5lh 12h 21h(2023)40 55h 11h ooh(2024) 28 26h 21h 61h(2025)47 26h 61h 00h(2026)36 13h 3lh 00h(2027) 25 05h 31h 51h(2028)43 12h 54hooh(2029)33 5lh 25h 00h(2030) 2242h 25h 3lh(2031)41 32h 22h 00h(2032) 30 55h 02h 7lh(20331 49 55h 22h 00h(2034)38 26h 62h 00h(2035) 27 13h 64h 60h

44、(2036) 45 13h 32h 00h(2037)34 12h 55h 00h(2038) 23 10h 53h 5lh(2039) 42 22h 45h 00h(2040)31 52h 22h 00h(2041) 2l 52h 44h 2lh(2042) 40 55h 44h 00h(2043)29 26h 50h 7lh(2044) 47 26h 64h 00h(2045) 36 25h 32h 00h(2046)25 23h 32h 50h(2047) 44 44h 55h 00h(2048) 32 24h 45h 00h(2049)22 55h 11h 30h(2050)根據(jù)以上數(shù)

45、據(jù)和算法，可設(shè)計本系統(tǒng)程序。下圖為計算陽歷中任何一日在該年中為第幾天的程序流程圖：計算得到當(dāng)前陽歷日期后，就可以確定處在本年的幾天后，隨后與陽歷中春節(jié)與元旦間的差值。這樣將其中的差值就可以看出在本年第幾天了。通過此數(shù)據(jù)可以得到具體陽歷日期。如果不足以做差，就將陰歷年作為陽歷年的前一年。在此種條件下，陰歷日期就可能會出現(xiàn)在11或12月，這時春節(jié)與元旦的差值與前前期所得到陽歷日期在陽歷中屬于第幾天。此時結(jié)果就屬于陰歷日期與春節(jié)相差的天數(shù)，可將這些日期保存至寄存器r2和r3。在得到天數(shù)后，如果超過撐ffh，此時就需要將群ffh保存到r2中，余值保存到r3內(nèi)。在得到陽歷總天數(shù)后，就可以得到陰歷日期。將

46、總天數(shù)與春節(jié)與元旦的日差相減，并將其結(jié)果計為1、如果得到恰好為春節(jié)（一般情況下，春節(jié)在元旦后，元旦為0天，春節(jié)就為n天，此時進(jìn)行做差。前期計算得到的陽歷總天數(shù)屬于今年的第幾天，是將元旦作為1而得到的。這樣春節(jié)與元旦的日差，在數(shù)值方面減少1，所以應(yīng)在0天基礎(chǔ)上增加1，此時1可作為春節(jié)。如果得到的結(jié)果小于1，那么陰歷就應(yīng)當(dāng)屬于陽歷的上一年。如果結(jié)果超過1，此時陰歷與陽歷就屬于同一個年份。結(jié)合上述表內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是結(jié)合陰歷的閏月與大小月的有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)，就可以得到該天的陰歷日期。5 proteus軟件仿真5.1 proteus isis簡介由開發(fā)到今天，proteus作為英國labcenter el

47、ectronics公司自主研究的電腦軟件，在相應(yīng)的的行業(yè)中一直都是龍頭。集pcb設(shè)計、布圖功能和spice仿真電路板制作功能于一身的該軟件通過自動化布線形成了一套完善的電子系統(tǒng)。通過各構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)操作該套系統(tǒng)可以對數(shù)字電路、外圍電路和單片機(jī)等工具進(jìn)行相應(yīng)的模擬。作為一款完善的電腦軟件，它擁有的特點如下：1因為在自身領(lǐng)域的重要地位，完全滿足了行業(yè)對單片機(jī)模擬的要求。2作為一款行業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)頭軟件，proteus自身完全可以通過對數(shù)字電路和單片機(jī)等外部電路的模擬實現(xiàn)i2c、spi的調(diào)試，鍵盤仿真，lcd和rs232系統(tǒng)動態(tài)仿真。這些特殊功能將會被靈活運(yùn)用到信號器，探測儀等工具中。3由于這一技術(shù)的發(fā)

48、展使得單片機(jī)的種類變得十分豐富，其主流有68000型，arm7型，8051型，pic12、pic16、pic18型和hc11等系列。4強(qiáng)大的功能來源于它自身擁有的巨大cpu兼外圍芯片，從而能對pic、51等進(jìn)行功能模擬。5.2 proteus和keil c51整合構(gòu)建單片機(jī)實驗仿真環(huán)境在proteus和keil c51兩套工具的整合環(huán)境下，通常實現(xiàn)的方法有下幾種：(1) proteus 和keil c51在離線的情況下進(jìn)行的綜合使用。通過keil c51編輯、修改、編譯源程序并生成hex等單片機(jī)能識別的文件；運(yùn)行proteus，將hex文件與原理圖中的單片機(jī)(mcu)進(jìn)行綁定即可。(1) ke

49、il c51與proteus 70在線聯(lián)合仿真調(diào)試在計算機(jī)(pc)上安裝好tcpip協(xié)議；下載并安裝軟件proteus vsm a gdi driver(即vd_magdiexe)，完成 的文件目錄下在新增的toolsini文件中輸入tdrv2=binvdm51dll(用于兩個軟件的聯(lián)接)和bookl=hlpvdhdkgdihlp(幫助文檔)；進(jìn)入keil c51的開發(fā)環(huán)境建立一個工程文件，在選中“target”的情況下選擇prodectoptions for target；在“debug”選項卡中選擇左邊的。use”，在下拉框中選“proteus vsm simulator”，再點擊sett

50、ing”設(shè)置生成新的連接鏈條，在host的鏈條后加入i127001”、數(shù)列，假使這一系列操作發(fā)生在擁有同一id的電腦上，則不需要重新調(diào)試。打開proteus isis，在菜單欄中選擇“debuguseremote debug monitor”，選中該項。注意：一定要把keil的工程和proteus的文件放到同一個目錄下(這里所說的keil的工程是指工程目錄，即proteus的工程文件要和keil的工程文件夾放在同一層目錄下)。5.3 proteus對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計針對數(shù)字仿真模擬系統(tǒng)vsm的研究，使得數(shù)字混合電路通過微型終端可以對外界原件進(jìn)行完美的模擬。用proteus isis設(shè)計

51、硬件電路的過程 選擇設(shè)計圖紙的到小 正確選擇合適的設(shè)計圖，通過對電子原件數(shù)量的計算在相應(yīng)的平臺上進(jìn)行操作，具體步驟是：雙擊菜單上的system進(jìn)入set sheet size界面，在出現(xiàn)的如下圖7所示的對話框中，確定圖紙寬幅。同時，也可以在user中進(jìn)行選擇，整頁面尺寸。圖 7 通過細(xì)致甄選確定仿真零件，具體操作為圖8所示，點擊“p”按鍵將對話框9引出。圖 8圖 9在這個界面左上方“keywords” 中插進(jìn)正對萬年電子表設(shè)計所用到的元件，輸入過后，界面會自動彈出帶有相應(yīng)命令條的字符，點擊所確定的元件，則該項命令便被保存。其他命令的完成也以此類推。在系統(tǒng)還未形成成型的命令網(wǎng)絡(luò)之前，將元件放在預(yù)

52、先設(shè)定好的圖紙的某些位置從而達(dá)到布線的效果，點擊圖5-4的元件at89c51，將其放在預(yù)先設(shè)定好的圖紙上。再重復(fù)操作同樣的步驟，進(jìn)行完善。如果在操作過程中有意外的發(fā)生，也不用驚慌，可以右鍵雙擊來返回上一級操作，從而進(jìn)行位置的重新調(diào)整。在布線之前，如果覺得元器件的引腳的方向不好布線，則可以通過單擊 這四個按鈕進(jìn)行調(diào)整，這四按鈕的意思分別是：順時針旋轉(zhuǎn)90°，逆時針 旋轉(zhuǎn)90°，沿y軸對稱，沿x軸對稱。圖 10 at89c51與ds1302的連接5.4 用proteus對電子萬年歷進(jìn)行仿真測試 添加keil中編寫的代碼文件 點擊工具圖標(biāo)進(jìn)行source-add/remove s

53、ource files的操作，在一個全新的界面，選擇“new”按鍵，將產(chǎn)生一個新的平臺讓機(jī)主進(jìn)行數(shù)字電表和語言程序的編輯，工作完成過后，選擇“ok”鍵，完成操作 在源代碼的生成過程中需要創(chuàng)建出hex目標(biāo)文件才能達(dá)到目的：選擇source進(jìn)入build all菜單，在編程無誤的狀況下，下列對話框?qū)棾觥D 11 運(yùn)行hex 文件，在圖12的界面中，確定生成目標(biāo)文件，則編輯目標(biāo)完成，6mhz的單片機(jī)設(shè)置成功。 單擊按鈕，進(jìn)行對電子萬年歷的仿真測試，運(yùn)行結(jié)果如圖13所示。 proteus的調(diào)試功能在編程語言的使用過程中，假使所設(shè)計的數(shù)值發(fā)生錯誤，既表示所用程序存在瑕疵，并且這種情況中有通過仿真模擬手段才能發(fā)現(xiàn)。通過proteus程序?qū)R編軟件語言進(jìn)行檢索可以找出問題，具體步驟是：暫停程式，選擇debug圖標(biāo)，打開命令流菜單，檢查內(nèi)存觀察窗數(shù)據(jù)、寄存器值、匯編語言源代碼等。通過對元始命令流中斷點語句間隔的設(shè)置，影響內(nèi)存與寄存單位數(shù)值的起伏，達(dá)到恢復(fù)軟件效果的