基于单片机的多功能万年历.docx
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基于单片机的多功能万年历
专科毕业设计（论文）
题目51单片机电子万年历论文
51单片机电子万年历论文
随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临，各种各样的小型智能家
电产品陆续出现在我们的生活当中。
日历是人们不可或缺的日常用品。
但一般日历都为纸制用品，使用不便，寿命不长。
电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。
本设计以STC89C52R单片机为主控核心，以DS1302为时钟芯片，以LCD1602乍为显示器，并加以DS18B204行环境温度测量。
该系统能够实现实时时钟显示、时间校准、闹钟设置、定时报警、环境温度测量与显示并能够掉电储存用户设置、掉电正常走时等功能。
系统由单片机控制电路、时钟芯片电路、LCD1602液晶显示电路、温度测量电路报警电路、键盘输入电路等组成。
本文将从硬件与软件两个方面对本系统进行详细介绍。
关键词：
电子万年历；单片机；时钟芯片；液晶显示
一、设计要求与方案论证4
1.1设计要求4
1.2系统基本方案选择4
1.2.1单片机芯片的选择方案4
122显示模块选择方案4
1.2.3时钟芯片的选择方案4
1.2.4温度传感器的选择方案5
二、系统的硬件设计与实现5
2.1电路设计框图5
2.2系统硬件概述5
2.3主要单元电路的设计6
2.3.1单片机主控制模块的设计6
2.3.2时钟电路模块的设计6
2.3.3温度采集模块设计7
2.3.4电路原理及说明7
2.3.5显示模块的设计8
2.3.7报警模块的设计9
三、系统的软件设计-9
系统源代码
一：
设计要求与方案论证
1.1设计要求：
（1）基本要求
1能显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒，能标明是否为闰年。
2显示模块采用LCD液晶显示，要求能够用按键调整时间。
3具有定时报警功能，能够进行整点和半点报时。
（2）创新要求
1具有闹钟功能
2实现掉电储存，储存用户设置如闹钟设置与时间设置
3针对万年历，设计其他有实际意义的创新功能
1.2系统基本方案选择
1.2.1单片机芯片的选择方案
根据设计要求，本系统单片机芯片选择STC89C52R，C此芯片具有高速、低功耗、超强抗干
扰的性能，指令系统完全兼容传统的8051单片机，具有8KB用户程序储存空间flashrom,
片上集成512字节RAM并具有4KBEEPROM片内的Flash与EEPRO是分开独立的，利用ISP/IAP技术，可将内部的DataFlash当做EEPROM擦写次数在10万次以上。
EEPRO可用于保存一些在应用过程中修改并且掉电不丢失的参数数据。
由于本系统要实现用户设置的
掉电存储，可利用此功能以减少外部电路。
且STC89C52R（具有ISP/IAP功能，可以不用编
程器实现在线编程。
因此从经济和功能等方面综合考虑，选择STC89C52RC
1.2.2显示模块选择方案
本系统采用LCD1602液晶模块作为显示器，1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位
组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。
为了更直观地显示时间,温度等信息,综合经济因素,使用LCD1602作为显示器。
1.2.3时钟芯片的选择方案和论证：
采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、
分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高，位的RAM做为数据暂存
区，工作电压2.5V〜5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.
1.2.4温度传感器的选择方案与论证:
采用数字式温度传感器DS18B20,此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输,易于与单片机连接,可降低硬件成本,简化系统电路。
另外,数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。
1.3电路设计最终方案决定
综上各方案所述，对此次作品的方案选定:
采用STC89C52RC作为主控制系统;DS1302提供时钟;DS18B20数字式温度传感器;LCD1602作为显示器
：
系统的硬件设计与实现
2.1电路设计框图
2.2系统硬件概述
本电路是由STC89C52R（单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低
压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它
可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V〜
5.5V。
采用三线接口与CPUS行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
可产生年、月、
日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由LCD液晶模块构成
2.3主要单元电路的设计
2.3.1单片机主控制模块的设计
STC89C52R（单片机为40引脚双列直插芯片，有四个I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）,每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
STC单片机如图-1所示：
（1）电源引脚
电源引脚主要负责单片机的供电，有两根引脚。
VCC（pin40）:
电源端。
正常工作电压为+5.0V
GND（pin20）:
接地端
（2）外接晶振或外部振荡器引脚主要负责为单片机运行提供时钟振荡器，主要有两根引脚。
XTAL1（Pin19）:
时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。
XTAL2（Pin18）:
时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端
STC89C52RC的时钟振荡器有两种工作方式。
一种是片内时钟振荡方式，在18与19
脚之间外接石英晶体（0~33Hz）和振荡电容（10~30pF）。
另外一种是外部时钟方式，将XTAL2悬空，外部信号从XATL1输入。
本系统采用前一种方案。
（3）输入输出（I/O）端口引脚
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能
P2.0/A8
接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验
时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。
读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运
算或变换后再写回到端口锁存器。
只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内
部总线。
输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作。
这是由硬件自动完成的，不需要我们操心，1然后再实行读引脚操
作，否则就可能读入出错，如果不对端口置1,端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为OQA为1加到场效应管栅极的信号为1,该场效应管就导通对地呈现低阻抗，此时即使引脚上输入的信号为1,也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1。
若先执行置1操作，则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入，由于在输入操作时还必须附加一个准备动作，所以这类I/O口被称为准双向口。
STC90C516RDI+P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。
（4）复位引脚
RST（Pin9）:
单片机内部CPU的复位信号输入端。
在单片机的振荡器启动后，该引脚置两个机器周期以上高电平，便可以实现复位。
单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路，XTAL1接外部晶振和电容
的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端，在片
内它是振荡器倒相放大器的输出•第9引脚为复位输入端，接上电容，电阻及开关后够上电复
位电路，20引脚为接地端，40引脚为电源端•如图-2所示
图-2主控制系统
2.3.2时钟电路模块的设计
2.5V
它可以对年、月、日周日时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为
VCC2匚
1
<7▲
8
□
xiD
2
7
□
X2匚
3
6
□
gndQ
4
5
2
Vcci
SCLK
I/O
RST
5.5V。
采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31X8的用于临时性存放数据的
RAM寄存器。
DS1302是DS1202的升级产品，与
DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。
DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。
在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连
续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。
当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
X1和X2是振荡源，外接
32.768kHz晶振。
RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST输入有两种功能：
首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。
当RST为高电平时，所有的数据传
送被初始化，允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此
次数据传送，I/O引脚变为高阻态。
上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。
只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
I/O为串行数据输入输出端（双向）oSCLK为时钟输入端。
图示为DS1302与单片机的连接电路:
VCC5V
GND
2.3.3温度采集模块设计
vcc
GND
如图所示：
DS18B20各引脚功能如下：
GND（Pin1）:
接地引脚；
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