電子萬(wàn)年歷課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、贛南師院物理與電子信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)姓名： 張華賓 班級(jí)： 13電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： 130806058 時(shí)間： 2015.10.30 目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)和要求22方案論證22.1 方案比較22.1.1 方案一22.1.2 方案二32.2 方案選擇33系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33.1 主控電路的設(shè)計(jì)33.1.1 關(guān)于AT89C51單片機(jī)33.1.2 振蕩器電路的設(shè)計(jì)63.1.3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)73.2 DS1302時(shí)鐘電路93.3 LCD1602液晶顯示的設(shè)計(jì)114 軟件設(shè)計(jì)124.1 主控程序的設(shè)計(jì)124.2 DS1302時(shí)鐘電路流程設(shè)計(jì)134.3 LCD顯示電路和按鍵流程設(shè)計(jì)145 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

2、及分析155.1測(cè)試方法155.2 測(cè)試結(jié)果及分析156 結(jié)束語(yǔ)與心得體會(huì)15參考文獻(xiàn)16附錄116附錄230設(shè)計(jì)題目電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求 基本要求：（1）具有顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能；（2）萬(wàn)年歷具有閏月識(shí)別顯示功能；（3）具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能；設(shè)計(jì)過(guò)程 摘要: 本次課程設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷，即在利用LCD電路進(jìn)行顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能。本設(shè)計(jì)要求利用AT89C51作為主控芯片完成主控電路的設(shè)計(jì)，輔助電路要求包括顯示電路、時(shí)鐘電路、按鍵電路等。本系統(tǒng)使用了專門的時(shí)鐘芯片DS1302，讀出其時(shí)間在LCD1602上顯示，并能通過(guò)按鍵對(duì)其進(jìn)行調(diào)

3、時(shí)和校準(zhǔn)。關(guān)鍵字：AT89C51單片機(jī)、DS1302，LCD1602，電子萬(wàn)年歷1.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1) 應(yīng)用AT89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)DS1302的控制(2) . 選用LCD1602顯示，實(shí)時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，采用按鍵式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘對(duì)表和快慢調(diào)整；(3) 硬件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)選定合適的單片機(jī)，根據(jù)控制對(duì)象設(shè)計(jì)接口電路。設(shè)計(jì)的單元電路必須有工作原理,器件的作用,分析和計(jì)算過(guò)程；(4) 軟件設(shè)計(jì)部分，根據(jù)電路工作過(guò)程，畫(huà)出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫(xiě)相應(yīng)的程序，進(jìn)行調(diào)試并打印程序清單；(5) 原理圖設(shè)計(jì)部分，根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用Protel99se和Protue

4、s工具軟件繪制電路原理圖。2.方案論證2.1 方案比較2.1.1 方案一電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)，硬件控制電路主要用了AT89C51芯片處理器、數(shù)碼管顯示器。根據(jù)各自芯片的功能互相連接成電子萬(wàn)年歷的控制電路。軟件控制程序主要有主控程序、電子萬(wàn)年歷的時(shí)間控制程序等組成。原理框圖如圖2.1所示。 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 按鍵模塊數(shù)碼管顯示模塊圖2.1 方案1原理框圖（1）控制按鍵：用于手動(dòng)控制、手動(dòng)調(diào)整、預(yù)置值的輸入等（2）輸出顯示：數(shù)碼管顯示。2.1.2 方案二硬件控制電路主要用了AT89C51芯片處理器、LCD1602顯示器、DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘。根據(jù)各自芯片的功能互相連接成電子萬(wàn)年歷的控制

5、電路。軟件控制程序主要有主控程序、電子萬(wàn)年歷的時(shí)間控制程序等組成。原理圖框圖如圖2.2所示。 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 按鍵模塊1602液晶顯示模塊DS1302模塊 圖2.2方案二原理框圖本系統(tǒng)使用8052作為CPU，由CPU來(lái)控制時(shí)鐘芯片DS1302，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高，工作電壓2.5V5.5V范圍內(nèi)。液晶顯示方式顯示功能強(qiáng)，效果直觀。2.2 方案選擇將方案一與方案二進(jìn)行比較：LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描。相對(duì)于液晶顯示比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但液晶顯示比數(shù)碼管顯示美觀，LED數(shù)碼管在操作上比較繁瑣。液晶顯示方

6、式顯示功能強(qiáng)，效果直觀。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)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。方案二：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高，工作電壓2.5V5.5V范圍內(nèi)。綜上所述，在價(jià)格、功能、操作的難易程度方面選擇方案二。3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)公交車報(bào)站系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，即主控電路、時(shí)鐘電路、LCD液晶顯示電路。各部分電路的設(shè)計(jì)在本章中做了詳細(xì)的說(shuō)明。3.1 主控電路的設(shè)計(jì)3.1

7、.1 關(guān)于AT89C51單片機(jī)AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。它主要由下面幾個(gè)部分組成：1個(gè)8位中央處理單元（CPU）、片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器、片內(nèi)RAM、4個(gè)8位的雙向可尋址I/O口、1個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行接口、2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。在AT89C單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有Flash存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，則和Inter公司的8051的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。CPU中斷控制振蕩器片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器總線控制片內(nèi)RAM4I/O端口ETC定時(shí)器1定時(shí)器0串行端口外部中斷P0 P2 P1 P3

8、地址/數(shù)據(jù)TXD RXD計(jì)數(shù)器輸入圖3.1 AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖（1）主要性能與MCS-51 兼容；4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器； 1000次寫(xiě)/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間10年；全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；128*8位內(nèi)部RAM；32可編程I/O線；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 6個(gè)中斷源；可編程串行通道；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)

9、都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。（2）引腳功能說(shuō)明AT89C51引腳圖如圖3.2所示。圖3.2 AT89C51引腳圖VCC：供電電壓。VSS：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。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：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，

10、P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫(xiě)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(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH

11、編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 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。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，口管腳備選功能：P3.0 RXD（串行輸入口）；P3.1 TXD（串行輸出口）；P3.2 /INT0（外部中斷0）；P3.3 /INT1（外部中斷1）；P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）； P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）； P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）；P3.7 /

12、RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）；P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微

13、拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(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)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。.XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.1.

14、2 振蕩器電路的設(shè)計(jì)89系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器電路如圖3.3所示，由一個(gè)單級(jí)反相器組成。XTAL1為反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個(gè)晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器，如圖3.5示，此方法稱為內(nèi)部方式。XTAL2XTAL1內(nèi)部定時(shí)/PD400D1D2Q1RfQ2VCCQ3Q4圖3.3 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部振蕩器電路另一種使用方法如圖3.4示，由外部時(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到XTAL1端輸入，而XTAL2端浮空。在組成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用圖3.5所示的方法，這種方式的結(jié)構(gòu)緊湊，

15、成本低廉，可靠性高。振蕩器的等效電路如圖3.5上部所示。在圖中給出了外接元件，即外接晶體及電容C1，C2，并組成并聯(lián)諧振電路。在電路中，對(duì)電容C1和C2的值要求不是很嚴(yán)格，如果用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少，C1，C2通常都選擇30pF。有時(shí)，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，為了降低成本，晶體振蕩器可用陶瓷振蕩器代替。如果使用陶瓷振蕩器，則電容C1，C2的值取47pF。XTAL2XTAL1GNDNCCMOS門外部振蕩信號(hào)圖3.4 外部時(shí)鐘接法 XTAL1XTAL289系列單片機(jī)GND內(nèi)部定時(shí)VCC/PDRf石英晶體或陶瓷振蕩器C1C2圖3.5 片內(nèi)振蕩器等效電路通常，在單片機(jī)中對(duì)所使用的振蕩晶體的參數(shù)要求：E

16、SR（等效串聯(lián)電阻）：根據(jù)所需頻率按圖366選取。C0（并聯(lián)電容）：最大7.0pF。CL（負(fù)載電容）：30pF+3pF。其誤差及溫度變化的范圍要按系統(tǒng)的要求來(lái)確定。6005004003002001000 4 8 12 16圖3-6 ESR與頻率的關(guān)系曲線在本設(shè)計(jì)中，采用的是內(nèi)部方式，即如圖3.5所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接一個(gè)12MHZ的晶振及兩個(gè)30pF的電容組成。3.1.3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)89系列單片機(jī)與其他微處理器一樣，在啟動(dòng)的時(shí)候都需要復(fù)位，使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)

17、系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如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），則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位時(shí)序如圖3.7所示，因外部的復(fù)位信號(hào)是與內(nèi)部時(shí)鐘異步的，所以在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2都對(duì)RST引腳上的狀態(tài)采樣。當(dāng)在RST端采樣到“1”信號(hào)且該信號(hào)維持19個(gè)振蕩周期以后，將ALE和/PSEN接成高電平 ，使器件復(fù)位。在RST端電壓變低后，經(jīng)過(guò)1-2個(gè)機(jī)器周期后退出復(fù)位狀態(tài)，重新啟動(dòng)時(shí)鐘，并恢復(fù)ALE和/PSEN的狀態(tài)。如果在系統(tǒng)復(fù)位期間將ALE和/PSEN引腳拉成低電平，則會(huì)引起芯片進(jìn)入不定狀態(tài)。| S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4

18、 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 |RST：INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INST ADDR INSTALE：/PSEN：P0：11振蕩周期19振蕩周期圖3.7 內(nèi)部復(fù)位定時(shí)時(shí)序(1) 手動(dòng)復(fù)位手動(dòng)復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則VCC的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。由于人的動(dòng)作很快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，保證能滿足復(fù)位的時(shí)間要求。手動(dòng)復(fù)位的電路如圖3.8所示。Vcc

19、 AT89C51RST GND8.2k10uF+Vcc圖3.8 手動(dòng)復(fù)位電路(2) 上電復(fù)位AT89C51的上電復(fù)位電路如圖3.9所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1uF。上電復(fù)位的過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1

20、MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖3.8的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則在程序計(jì)數(shù)器PC中將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。VccAT89C51RST8.2k10uF+VccGND 圖3.9 上電復(fù)位電路3.2 DS1302時(shí)鐘電路DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口

21、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)和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.55.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行小電流充電的能力。DS1302的外部引腳分配如圖3.3所示。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測(cè)量系統(tǒng)中。圖3.10DS1302的外部引腳分配各引腳的功能為： Vcc1：主電源；Vcc2：備份電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2

22、V時(shí)，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2< Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電。 SCLK：串行時(shí)鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線； ：輸入信號(hào)，在讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個(gè)功能：一、開(kāi)始控制字訪問(wèn)移位寄存器的控制邏輯；二、提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?（1）DS1302的工作原理 DS1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作

23、時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。 （2）DS1302的寄存器和控制命令 DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有12個(gè)，其中有7個(gè)寄存器（讀時(shí)81h8Dh，寫(xiě)時(shí)80h8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式，如表3.3所示。 表3.3 DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器讀寄存器寫(xiě)寄存器BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0范圍81h80hCH10秒秒00-5983h82h10秒分00-5985h84h12/24010時(shí)時(shí)1-12/0-23AM/PM87h86h0010日日1-3189h88h000

24、10月月1-128Bh8Ah00000周日1-78Dh8Ch10年年00-998Fh8EhWP0000000DS1302內(nèi)部的RAM分為兩類，一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為COHFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM，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）。 （3）與單片機(jī)接口電路原理圖 電路原理圖如圖3.4所示，DS1302與單片機(jī)的連接也僅需要3條線：CE引腳、SCLK串行時(shí)鐘引腳、I/O串行數(shù)據(jù)引腳，Vcc2為備用電源，外接32.768kHz晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。圖3.

25、11 DS1302與單片機(jī)的連接電路原理圖3.3 LCD1602液晶顯示的設(shè)計(jì)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。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。602LCD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）。管腳功能：第1腳：GND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

26、（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4腳：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。第5腳：RW為讀寫(xiě)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(xiě)操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。特性3.3V或5V工作電壓，對(duì)比度可調(diào)內(nèi)含復(fù)位電路提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的

27、字型的字符發(fā)生器CGROM8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM特征應(yīng)用微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。電路原理圖如圖3.5所示，圖3.12LCD1602與單片機(jī)的連接電路原理圖4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主控程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體流程圖如圖4.1所示，系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)分析如下：首先，設(shè)備上電以后，程序開(kāi)始運(yùn)行。進(jìn)入主函數(shù)后，開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)的一些初始化。當(dāng)有設(shè)置鍵按下時(shí)進(jìn)入時(shí)間修改模式，無(wú)按鍵按下時(shí)讀取時(shí)間等數(shù)據(jù)送入顯示器顯示。在時(shí)間修改模式下設(shè)置時(shí)間完成后再將時(shí)間送入時(shí)鐘芯片之后再送如顯示器顯示。圖4.1 整體流程圖4.2DS1302時(shí)鐘電路流程設(shè)計(jì) 時(shí)鐘

28、流程圖如圖4.2所示，流程圖分析：DS1302開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，首先進(jìn)行初始化，當(dāng)有中斷信號(hào)時(shí)，讀取時(shí)鐘芯片的時(shí)間數(shù)據(jù)送入液晶顯示。這時(shí)若有設(shè)置鍵按下，進(jìn)行時(shí)間修改，完成后將時(shí)間數(shù)據(jù)送入1302芯片，若沒(méi)有按鍵按下，直接送入EPROM中，送入液晶顯示。 4.2 DS1302時(shí)鐘電路程序流程圖 圖4.3 LCD顯示程序流程圖4.3LCD顯示電路和按鍵流程設(shè)計(jì)顯示流程圖如圖4.3，4.4所示，流程圖分析如下：首先對(duì)1602顯示屏進(jìn)行初始化（初始化大約持續(xù)10ms），然后檢查忙信號(hào)，若BF=0，則獲得顯示RAM地址，寫(xiě)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示。若BF=1，則代表模塊正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)，直到

29、BF=0為止。 從圖4.4可知，調(diào)整年月日星期的流程，主要是要注意年月日星期的范圍大小。如果我們按下了調(diào)整鍵，當(dāng)我們按下時(shí)間加一鍵時(shí)，相應(yīng)的位置上時(shí)間將會(huì)加一，同樣的當(dāng)我們按下減一鍵時(shí)，相應(yīng)位置上的時(shí)間也會(huì)減一。比如我們時(shí)間調(diào)整正好在星期的位置上，當(dāng)我們按下S1鍵時(shí)，我們可以看到星期加一，當(dāng)我們按下S2鍵的時(shí)候，我們可以看到星期減一。同樣的，對(duì)于年月日也是同樣的調(diào)整，當(dāng)我們按下復(fù)位鍵時(shí)，所以的時(shí)間將復(fù)位。 整個(gè)系統(tǒng)的主要程序的流程如上述程序流程圖所示，而程序的清單見(jiàn)附錄1。 圖4.4 時(shí)間調(diào)整流程二 5 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析5.1測(cè)試方法 首先準(zhǔn)備好一個(gè)5v的直流電源，為本系統(tǒng)加上電源。一上電，

30、可以看到LCD1602液晶上會(huì)顯示年，月，日，星期，時(shí)，分，秒。同時(shí)也可以看到時(shí)鐘在走。這個(gè)時(shí)候我們按下時(shí)鐘調(diào)整鍵，進(jìn)行時(shí)鐘的調(diào)整。5.2 測(cè)試結(jié)果及分析系統(tǒng)加上電源，我們可以看到了LCD602液晶上會(huì)顯示年，月，日，星期，時(shí)，分，秒以。同時(shí)也可以看到時(shí)鐘在走。這個(gè)時(shí)候我們按下時(shí)鐘調(diào)整鍵，進(jìn)行時(shí)鐘的調(diào)整。測(cè)試后可以正確的調(diào)整時(shí)鐘。6 結(jié)束語(yǔ)與心得體會(huì)本次設(shè)計(jì)中在最初的設(shè)計(jì)中，對(duì)于51 單片機(jī)進(jìn)行了充分的了解。程序編寫(xiě)中，由于思路不清晰，開(kāi)始時(shí)遇到了很多的問(wèn)題，通過(guò)和老師及同學(xué)的討論，以及對(duì)大量書(shū)籍資料和論壇中成功的品進(jìn)行借鑒，明白了編程中的的主要算法和實(shí)現(xiàn)，從而解決問(wèn)題。對(duì)于液晶屏幕，開(kāi)始并不

31、是很了解，在運(yùn)用時(shí)查看了大量的手冊(cè)資料，并閱讀了網(wǎng)友對(duì)于1602和DS1302驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)代碼，從而掌握了1602和DS1302用法。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)的了解有了更加深一步，我發(fā)現(xiàn)只有動(dòng)手做才會(huì)孰能技巧，還有對(duì)材料的整理和理解。這次設(shè)計(jì)運(yùn)用到的知識(shí)很多方面，尤其是單片機(jī)，像AT89C51，引腳多，硬件內(nèi)部線路接通，所以用起來(lái)很方便，還有DS1302芯片與單片機(jī)之間的連接以及如何使用它們。當(dāng)然也要對(duì)這些元器件作相應(yīng)調(diào)查。主要就是電路原理圖，還有對(duì)引腳的作用熟悉。對(duì)于軟件方面則是靈活運(yùn)用單片機(jī)有關(guān)的程序語(yǔ)言，還有很多擴(kuò)展功能，由于知識(shí)匱乏，但是理論知識(shí)還是比較詳細(xì)的。我們最大的成功之處是在這

32、整個(gè)過(guò)程，動(dòng)腦尋求解決一個(gè)一個(gè)問(wèn)題的辦法，對(duì)程序是不斷思索，把復(fù)雜的程序一點(diǎn)一點(diǎn)的分解開(kāi)，從而使的程序不再顯得很難寫(xiě)了，使得本系統(tǒng)能成功。參考文獻(xiàn)1 馮建華，趙亮單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)M北京：人民郵電出版社，20042 何立民單片機(jī)高級(jí)教程(第一版)M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20013 張志良單片機(jī)原理及控制技術(shù)（第2版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 4 譚浩強(qiáng)著程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社，1991.5 趙海霞，李艷. 單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目化教程 北京：清華大學(xué)出版社，20136余西存，曹國(guó)華單片機(jī)原理及接口技術(shù)M西安電子科技大學(xué)出版，2000附錄1#include<

33、;reg51.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/時(shí)鐘芯片控制接口/sbit sck=P11;sbit io=P12;sbit rst=P13;/1602液晶控制接口/sbit rs=P26;sbit en=P27;/按鍵/sbit key1=P35;sbit key2=P36;sbit key3=P37;/uchar writetime7;uchar code table="0123456789"/?/時(shí)鐘讀寫(xiě)地址/uchar code wri

34、teadd7=0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80;uchar code readadd7=0x8d,0x8b,0x89,0x87,0x85,0x83,0x81;uchar nian,zhou,yue,ri,shi,fen,miao;/時(shí)間暫存變量uchar date_flag;/調(diào)整年月日時(shí)分秒int code monthTotal13 = 0,31,59,90,120,151,181,212,243,273,304,334,365;int NM=0,ND=0;NY=0;unsigned long code lunar200y199 = 0x04AE53,0x

35、0A5748,0x5526BD,0x0D2650,0x0D9544,0x46AAB9,0x056A4D,0x09AD42,0x24AEB6,0x04AE4A,/*1901-1910*/ 0x6A4DBE,0x0A4D52,0x0D2546,0x5D52BA,0x0B544E,0x0D6A43,0x296D37,0x095B4B,0x749BC1,0x049754,/*1911-1920*/ 0x0A4B48,0x5B25BC,0x06A550,0x06D445,0x4ADAB8,0x02B64D,0x095742,0x2497B7,0x04974A,0x664B3E,/*1921-1930*/

36、 0x0D4A51,0x0EA546,0x56D4BA,0x05AD4E,0x02B644,0x393738,0x092E4B,0x7C96BF,0x0C9553,0x0D4A48,/*1931-1940*/ 0x6DA53B,0x0B554F,0x056A45,0x4AADB9,0x025D4D,0x092D42,0x2C95B6,0x0A954A,0x7B4ABD,0x06CA51,/*1941-1950*/ 0x0B5546,0x555ABB,0x04DA4E,0x0A5B43,0x352BB8,0x052B4C,0x8A953F,0x0E9552,0x06AA48,0x6AD53C,/

37、*1951-1960*/ 0x0AB54F,0x04B645,0x4A5739,0x0A574D,0x052642,0x3E9335,0x0D9549,0x75AABE,0x056A51,0x096D46,/*1961-1970*/ 0x54AEBB,0x04AD4F,0x0A4D43,0x4D26B7,0x0D254B,0x8D52BF,0x0B5452,0x0B6A47,0x696D3C,0x095B50,/*1971-1980*/ 0x049B45,0x4A4BB9,0x0A4B4D,0xAB25C2,0x06A554,0x06D449,0x6ADA3D,0x0AB651,0x09374

38、6,0x5497BB,/*1981-1990*/ 0x04974F,0x064B44,0x36A537,0x0EA54A,0x86B2BF,0x05AC53,0x0AB647,0x5936BC,0x092E50,0x0C9645,/*1991-2000*/ 0x4D4AB8,0x0D4A4C,0x0DA541,0x25AAB6,0x056A49,0x7AADBD,0x025D52,0x092D47,0x5C95BA,0x0A954E,/*2001-2010*/ 0x0B4A43,0x4B5537,0x0AD54A,0x955ABF,0x04BA53,0x0A5B48,0x652BBC,0x05

39、2B50,0x0A9345,0x474AB9,/*2011-2020*/ 0x06AA4C,0x0AD541,0x24DAB6,0x04B64A,0x69573D,0x0A4E51,0x0D2646,0x5E933A,0x0D534D,0x05AA43,/*2021-2030*/ 0x36B537,0x096D4B,0xB4AEBF,0x04AD53,0x0A4D48,0x6D25BC,0x0D254F,0x0D5244,0x5DAA38,0x0B5A4C,/*2031-2040*/ 0x056D41,0x24ADB6,0x049B4A,0x7A4BBE,0x0A4B51,0x0AA546,0

40、x5B52BA,0x06D24E,0x0ADA42,0x355B37,/*2041-2050*/ 0x09374B,0x8497C1,0x049753,0x064B48,0x66A53C,0x0EA54F,0x06B244,0x4AB638,0x0AAE4C,0x092E42,/*2051-2060*/ 0x3C9735,0x0C9649,0x7D4ABD,0x0D4A51,0x0DA545,0x55AABA,0x056A4E,0x0A6D43,0x452EB7,0x052D4B,/*2061-2070*/ 0x8A95BF,0x0A9553,0x0B4A47,0x6B553B,0x0AD54

41、F,0x055A45,0x4A5D38,0x0A5B4C,0x052B42,0x3A93B6,/*2071-2080*/ 0x069349,0x7729BD,0x06AA51,0x0AD546,0x54DABA,0x04B64E,0x0A5743,0x452738,0x0D264A,0x8E933E,/*2081-2090*/ 0x0D5252,0x0DAA47,0x66B53B,0x056D4F,0x04AE45,0x4A4EB9,0x0A4D4C,0x0D1541,0x2D92B5 /*2091-2099*/;void toLunar(int year,int month,int day)

42、 long bySpring,bySolar,daysPerMonth; int index,flag; if( (lunar200yyear-1901 & 0x0060) >> 5) = 1) bySpring = (lunar200yyear-1901 & 0x001F) - 1; else bySpring = (lunar200yyear-1901 & 0x001F) - 1 + 31; bySolar = monthTotalmonth-1 + day - 1; if( (!(year % 4) && (month > 2)

43、bySolar+; if (bySolar >= bySpring) / bySolar -= bySpring; month = 1; index = 1; flag = 0; if( ( lunar200yyear - 1901 & (0x80000 >> (index-1) ) =0) daysPerMonth = 29; else daysPerMonth = 30; while(bySolar >= daysPerMonth) bySolar -= daysPerMonth; index+; if(month = (lunar200yyear - 19

44、01 & 0xF00000) >> 20) ) flag=!flag; if(flag = 0) month+; else month+; if( ( lunar200yyear - 1901 & (0x80000 >> (index-1) ) =0) daysPerMonth=29; else daysPerMonth=30; day = bySolar + 1; else /? bySpring -= bySolar; year-; month = 12; if ( (lunar200yyear - 1901 & 0xF00000) >

45、> 20) = 0) index = 12; else index = 13; flag = 0; if( ( lunar200yyear - 1901 & (0x80000 >> (index-1) ) =0) daysPerMonth = 29; else daysPerMonth = 30; while(bySpring > daysPerMonth) bySpring -= daysPerMonth; index-; if(flag = 0) month-; if(month = (lunar200yyear - 1901 & 0xF00000)

46、 >> 20) flag =!flag; if( ( lunar200yyear - 1901 & (0x80000 >> (index-1) ) =0) daysPerMonth = 29; else daysPerMonth = 30; day = daysPerMonth - bySpring + 1; ND = day; /農(nóng)歷日 NM = month; /農(nóng)歷月 NY = year; /農(nóng)歷年void delay(uchar ms)/延時(shí)uchar x,y;for(x=ms;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/void ds

47、1302_write_byte(uchar date)/ds1302寫(xiě)字節(jié)uchar i;for(i=0;i<8;i+)sck=0;io=date&0x01;date=date>>1;sck=1;void ds1302_write(uchar add,uchar date)/向ds1302的地址里面寫(xiě)數(shù)據(jù)rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();rst=1;_nop_();ds1302_write_byte(add);ds1302_write_byte(date);rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();io=1;sck=1;uchar

48、ds1302_read(uchar add) /從ds1302的地址里面讀出數(shù)據(jù)uchar i,date;rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();rst=1;_nop_();ds1302_write_byte(add);for(i=0;i<8;i+)date=date>>1;sck=0;if(io)date=date|0x80;sck=1;rst=0;_nop_();sck=0;_nop_();io=1;sck=1;return date;void yj1602_write_com(uchar com) /液晶寫(xiě)地址en=0;delay(1);en=1;del

49、ay(1);rs=0;delay(1);P0=com;en=0;delay(1);void yj1602_write_date(uchar date) /液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)en=0;delay(1);en=1;delay(1);rs=1;delay(1);P0=date;en=0;delay(1);void yj1602_init() /液晶初始化yj1602_write_com(0x38);yj1602_write_com(0x0c);yj1602_write_com(0x06);yj1602_write_com(0x01);void display() /顯示年月日星期時(shí)分秒溫度uint yy;u

50、char j,k;writetime0=ds1302_read(readadd0);writetime2=ds1302_read(readadd2);writetime3=ds1302_read(readadd3);writetime1=ds1302_read(readadd1);writetime4=ds1302_read(readadd4);writetime5=ds1302_read(readadd5);writetime6=ds1302_read(readadd6);yj1602_write_com(0x80);yj1602_write_date('2');yj1602

51、_write_date('0');yj1602_write_date(tablewritetime0/16);yj1602_write_date(tablewritetime0%16);yj1602_write_date('-');yj1602_write_date(tablewritetime2/16);yj1602_write_date(tablewritetime2%16);yj1602_write_date('-');yj1602_write_date(tablewritetime3/16);yj1602_write_date(tablewritetime3%16);if(writetime1=1)yj1602_write_com(0x80+12);yj1602_write_date('M');yj1602_write_date('O');yj1602_write_date('N');if(writetime1=2)yj1602_write_com(0x80+12);yj1602_write_