基于AT89S51单片机的多功能电子万年历的设计.docx
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基于AT89S51单片机的多功能电子万年历的设计
单片机应用系统设计
课题：
基于AT89S51单片机的多功能电子万年历的设计
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一、绪论：
现在是一个知识爆炸的新时代，新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
近些年，随着科技的发展和社会的进步，人们对电子万年历的要求也越来越高，传统的电子万年历已不能满足人们的需求。
人们对多功能电子万年历的功能及工作顺序都非常熟悉，但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。
由于单片机具有灵活性强、成本低、功耗低、保密性好等特点，还有，单片机是微型计算机的一个重要分枝，单片机是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器、并行接口接口、串行接口、A/D转换器等主要计算机部件，集中在一块集成电路芯片上。
虽然只是一个芯片，但从功能上它就相当于一台完整的微机。
随着科学技术的迅猛发展，单片计集成度高、体积小、运算速度快、功耗低、运行可靠、价格低廉等诸多优点，越来越显现出来。
在日常生活方面，我们使用彩电、录放机、VCD、照相机、手机等等可以说举不胜举。
所以多功能电子万年历一般都以单片机为核心，外加一些外围设备来实现。
由单片机作为多功能电子万年历的核心控制器，通过按键可以进行定时、校时功能。
输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。
意义：
电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。
因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。
而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。
所以，电子万年历无论作为比赛题目还是练习题目都是很有价值。
二、系统总体方案设计：
1、共具备两个功能:
（1）显示年月日及分秒信息
（2）具有可调整日期和时间功能。
2、硬件电路的总体框图：
图1总体硬件框图
3、所用芯片
图2
三、硬件系统设计：
1、硬件原理图：
图3硬件原理
2、硬件原理：
在硬件电路中采用P0口作为6位液晶显示电路的驱动接口，这是由于P0口输出驱动电路工作处于开漏状态,它的驱动能力强,故只需外接上拉电阻便可以把LED数码管点亮。
因为共阴的LED数码管它的驱动电流是分开的,在单片机进行动态扫描的时候不会影响彼此的电流,故该电路中的8位LED数码管均用共阳阴极的数码管。
8位LED数码管的位选线分别由相应的P2.0～P2.5控制,而将其相应的段选线并联在一起,由一个8位的I/O口控制,即P0口。
P3口与八个校时按键相连，以成功实现万年历校时的功能。
四、系统软件设计：
1、程序流程框图:
图4程序流程框图
2、年调整程序流程图，月、日调整程序流程图类似。
图5年调整程序流程图
3、源程序代码：
#include
#include
//#include"LCD1602.h"
//#include"DS1302.h"
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
charhide_sec,hide_min,hide_hour,hide_day,hide_week,hide_month,hide_year;//秒,分,时到日,月,年位闪的计数
chardone,count,temp,flag,Up_Key_flag,down_flag;
uchartemp_value;//温度值
ucharTempBuffer[5],week_value[2];
sbitDS1302_CLK=P1^7;//实时时钟时钟线引脚
sbitDS1302_IO=P1^6;//实时时钟数据线引脚
sbitDS1302_RST=P1^5;//实时时钟复位线引脚
sbitport01=P3^0;
sbitport02=P3^1;
sbitport03=P3^2;
sbitport04=P3^3;
sbitACC0=ACC^0;
sbitACC7=ACC^7;
sbitSet_Key=P2^0;//模式切换键
sbitUp_Key=P2^1;//加法按钮
sbitDown_Key=P2^2;//减法按钮
sbitout_Key_Key=P2^3;//立刻跳出调整模式按钮
sbitDQ=P1^0;//温度传送数据IO口
voidshow_time（）;//液晶显示程序
/***********1602液晶显示部分子程序****************/
//PortDefinitions**********************************************************
sbitLcdRs=P2^5;
sbitLcdRw=P2^6;
sbitLcdEn=P2^7;
sfrDBPort=0x80;//P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口
内部等待函数**************************************************************************
unsignedcharLCD_Wait（void）
{
LcdRs=0;
LcdRw=1;_nop_（）;//延时一个时钟周期
LcdEn=1;_nop_（）;
LcdEn=0;
returnDBPort;
}
//向LCD写入命令或数据************************************************************
#defineLCD_COMMAND0//Command
#defineLCD_DATA1//Data
#defineLCD_CLEAR_SCREEN0x01//清屏
#defineLCD_HOMING0x02//光标返回原点
voidLCD_Write（bitstyle,unsignedcharinput）
{
LcdEn=0;
LcdRs=style;
LcdRw=0;_nop_（）;
DBPort=input;_nop_（）;//注意顺序
LcdEn=1;_nop_（）;//注意顺序
LcdEn=0;_nop_（）;
LCD_Wait（）;
}
//设置显示模式************************************************************
#defineLCD_SHOW0x04//显示开
#defineLCD_HIDE0x00//显示关
#defineLCD_CURSOR0x02//显示光标
#defineLCD_NO_CURSOR0x00//无光标
#defineLCD_FLASH0x01//光标闪动
#defineLCD_NO_FLASH0x00//光标不闪动
voidLCD_Set_KeyDisplay（unsignedcharDisplayMode）
{
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x08|DisplayMode）;
}
//设置输入模式************************************************************
#defineLCD_AC_UP_KEY0x02
#defineLCD_AC_DOWN0x00//default
#defineLCD_MOVE0x01//画面可平移
#defineLCD_NO_MOVE0x00//default
voidLCD_Set_KeyInput（unsignedcharInputMode）
{
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x04|InputMode）;
}
//初始化LCD************************************************************
voidLCD_Initial（）
{
LcdEn=0;
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x38）;//8位数据端口,2行显示,5*7点阵
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x38）;
LCD_Set_KeyDisplay（LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR）;//开启显示,无光标
LCD_Write（LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN）;//清屏
LCD_Set_KeyInput（LCD_AC_UP_KEY|LCD_NO_MOVE）;//AC递增,画面不动
}
//液晶字符输入的位置************************
voidGotoXY（unsignedcharx,unsignedchary）
{
if（y==0）
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x80|x）;
if（y==1）
LCD_Write（LCD_COMMAND,0x80|（x-0x40））;
}
//将字符输出到液晶显示
voidPrint（unsignedchar*str）
{
while（*str!
='\0'）
{
LCD_Write（LCD_DATA,*str）;
str++;
}
}
/***********DS1302时钟部分子程序******************/
typedefstruct__SYSTEMTIME__
{
unsignedcharSecond;
unsignedcharMinute;
unsignedcharHour;
unsignedcharWeek;
unsignedcharDay;
unsignedcharMonth;
unsignedcharYear;
unsignedcharDateString[11];
unsignedcharTimeString[9];
}SYSTEMTIME;//定义的时间类型
SYSTEMTIMECurrentTime;
#defineAM（X）X
#definePM（X）（X+12）//转成24小时制
#defineDS1302_SECOND0x80//时钟芯片的寄存器位置,存放时间
#defineDS1302_MINUTE0x82
#defineDS1302_HOUR0x84
#defineDS1302_WEEK0x8A
#defineDS1302_DAY0x86
#defineDS1302_MONTH0x88
#defineDS1302_YEAR0x8C
voidDS1302InputByte（unsignedchard）//实时时钟写入一字节（内部函数）
{
unsignedchari;
ACC=d;
for（i=8;i>0;i--）
{
DS1302_IO=ACC0;//相当于汇编中的RRC
DS1302_CLK=1;
DS1302_CLK=0;
ACC=ACC>>1;
}
}
unsignedcharDS1302OutputByte（void）//实时时钟读取一字节（内部函数）
{
unsignedchari;
for（i=8;i>0;i--）
{
ACC=ACC>>1;//相当于汇编中的RRC
ACC7=DS1302_IO;
DS1302_CLK=1;
DS1302_CLK=0;
}
return（ACC）;
}
voidWrite1302（unsignedcharucAddr,unsignedcharucDa）//ucAddr:
DS1302地址,ucData:
要写的数据
{
DS1302_RST=0;
DS1302_CLK=0;
DS1302_RST=1;
DS1302InputByte（ucAddr）;//地址，命令
DS1302InputByte（ucDa）;//写1Byte数据
DS1302_CLK=1;
DS1302_RST=0;
}
unsignedcharRead1302（unsignedcharucAddr）//读取DS1302某地址的数据
{
unsignedcharucData;
DS1302_RST=0;
DS1302_CLK=0;
DS1302_RST=1;
DS1302InputByte（ucAddr|0x01）;//地址，命令
ucData=DS1302OutputByte（）;//读1Byte数据
DS1302_CLK=1;
DS1302_RST=0;
return（ucData）;
}
voidDS1302_GetTime（SYSTEMTIME*Time）//获取时钟芯片的时钟数据到自定义的结构型数组
{
unsignedcharReadValue;
ReadValue=Read1302（DS1302_SECOND）;
Time->Second=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_MINUTE）;
Time->Minute=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_HOUR）;
Time->Hour=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_DAY）;
Time->Day=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_WEEK）;
Time->Week=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_MONTH）;
Time->Month=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
ReadValue=Read1302（DS1302_YEAR）;
Time->Year=（（ReadValue&0x70）>>4）*10+（ReadValue&0x0F）;
}
voidDateToStr（SYSTEMTIME*Time）//将时间年,月,日,星期数据转换成液晶显示字符串,放到数组里DateString[]
{if（hide_year<2）//这里的if,else语句都是判断位闪烁,<2显示数据,>2就不显示,输出字符串为2007/07/22
{
Time->DateString[0]='2';
Time->DateString[1]='0';
Time->DateString[2]=Time->Year/10+'0';
Time->DateString[3]=Time->Year%10+'0';
}
else
{
Time->DateString[0]='';
Time->DateString[1]='';
Time->DateString[2]='';
Time->DateString[3]='';
}
Time->DateString[4]='-';
if（hide_month<2）
{
Time->DateString[5]=Time->Month/10+'0';
Time->DateString[6]=Time->Month%10+'0';
}
else
{
Time->DateString[5]='';
Time->DateString[6]='';
}
Time->DateString[7]='-';
if（hide_day<2）
{
Time->DateString[8]=Time->Day/10+'0';
Time->DateString[9]=Time->Day%10+'0';
}
else
{
Time->DateString[8]='';
Time->DateString[9]='';
}
if（hide_week<2）
{
week_value[0]=Time->Week%10+'0';//星期的数据另外放到week_value[]数组里,跟年,月,日的分开存放,因为等一下要在最后显示
}
else
{
week_value[0]='';
}
week_value[1]='\0';
Time->DateString[10]='\0';//字符串末尾加'\0',判断结束字符
}
voidTimeToStr（SYSTEMTIME*Time）//将时,分,秒数据转换成液晶显示字符放到数组TimeString[];
{if（hide_hour<2）
{
Time->TimeString[0]=Time->Hour/10+'0';
Time->TimeString[1]=Time->Hour%10+'0';
}
else
{
Time->TimeString[0]='';
Time->TimeString[1]='';
}
Time->TimeString[2]=':
';
if（hide_min<2）
{
Time->TimeString[3]=Time->Minute/10+'0';
Time->TimeString[4]=Time->Minute%10+'0';
}
else
{
Time->TimeString[3]='';
Time->TimeString[4]='';
}
Time->TimeString[5]=':
';
if（hide_sec<2）
{
Time->TimeString[6]=Time->Second/10+'0';
Time->TimeString[7]=Time->Second%10+'0';
}
else
{
Time->TimeString[6]='';
Time->TimeString[7]='';
}
Time->DateString[8]='\0';
}
voidInitial_DS1302（void）//时钟芯片初始化
{
unsignedcharSecond=Read1302（DS1302_SECOND）;
if（Second&0x80）//判断时钟芯片是否关闭
{
Write1302（0x8e,0x00）;//写入允许
Write1302（0x8c,0x07）;//以下写入初始化时间日期:
07/07/25.星期:
3.时间:
23:
59:
55
Write1302（0x88,0x07）;
Write1302（0x86,0x25）;
Write1302（0x8a,0x07）;
Write1302（0x84,0x23）;
Write1302（0x82,0x59）;
Write1302（0x80,0x55）;
Write1302（0x8e,0x80）;//禁止写入
}
}
/***********ds18b20子程序*************************/
/***********ds18b20延迟子函数（晶振12MHz）*******/
voiddelay_18B20（unsignedinti）
{
while（i--）;
}
/**********ds18b20初始化函数**********************/
voidInit_DS18B20（void）
{
unsignedcharx=0;
DQ=1;//DQ复位
delay_18B20（8）;//稍做延时
DQ=0;//单片机将DQ拉低
delay_18B20（80）;//精确延时大于480us
DQ=1;//拉高总线
delay_18B20（14）;
x=DQ;//稍做延时后如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败
delay_18B20（20）;
}
/***********ds18b20读一个字节**************/
unsignedcharReadOneChar（void）
{
uchari=0;
uchardat=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;//给脉冲信号
dat>>=1;
DQ=1;//给脉冲信号
if（DQ）
dat|=0x80;
delay_18B20（4）;
}
return（dat）;
}
/*************ds18b20写一个字节****************/
voidWriteOneChar（uchardat）
{
unsignedchari=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
delay_18B20（5）;
DQ=1;
dat>>=1;
}
}
/**************读取ds18b20当前温度************/
voidReadTemp（void）
{
unsignedchara=0;
unsignedcharb=0;
unsignedchart=0;
Init_DS18B20（）;
WriteO
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