电子万年历课程设计报告Word格式文档下载.doc

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一.设计目的

设计一个具有报时功能、停电正常运行（来电无需校时）、带有年月日、时分秒及星期显示的电子日历。

二.方案设计

硬件控制电路主要用了AT89S52芯片处理器、LCD1602显示器等。

根据各自芯片的功能互相连接成电子万年历的控制电路。

软件控制程序主要有主控程序、电子万年历的时间控制程序、时间显示及星期显示程序等组成。

主控程序中对整个程序进行控制，进行了初始化程序及计数器、还有键盘功能程序、以及显示程序等工作，时间控制程序是电子万年历中比较重要的部分。

时间控制程序体现了年、月、日、时、分、秒及星期的计算方法。

时间控制程序主要是定时器0计时中断程序每隔10ms中断一次当作一个计数，每中断一次则计数加1，当计数100次时，则表示1秒到了，秒变量加1，同理再判断是否1分钟到了，再判断是否1小时到了，再判断是否1天到了，再判断是否1月到了，再判断是否1年到了，若计数到了则相关变量清除0。

先给出一般年份的每月天数。

如果是闰年，第二个月天数不为28天，而是29天。

再用公式s＝v－1+〔（y－1/4〕－〔（y－1/100〕+〔（y－1/400〕+d计算当前显示日期是星期几，当调节日期时，星期自动的调整过来。

闰年的判断规则为，如果该年份是4或100的整数倍或者是400的整数倍，则为闰年；

否则为非闰年。

在我们的这个设计中由于只涉及100年范围内，所以判断是否闰年就只需要用该年份除4来判断就行了。

三.系统的设计框图

　本系统以ＡＴ８９Ｓ５２单片机为核心，结合时钟芯片ＤＳ１３０２，ＬＣＤ１６０２，键盘等外围器件，实现电子万年历的一系列功能，并通过液晶屏和按键控制完成人机交互的功能。

系统总体设计框图如图

（1）所示

四.系统硬件设计

1.单片机主控制模块

AT89S52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。

如图

（2）所示。

（1）内部结构

按功能分为8部分：

CUP，程序存储器，数据存储器，时钟电路，串行口，并行I/O口，中断系统，定时/计数器。

（2）引脚定义及功能

1）.电源及时钟引脚

Vcc：

接+5V电源

Vss：

接地

XTAL1和XTAL2：

时钟引脚，外接晶体引线端。

当使用芯片内部时钟时，此两引脚端用于外接石英晶体和微调电容；

当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。

2）.控制引脚

RST/Vpq：

RST是复位信号输入端，Vpd是备用电源输入端。

当RST输入端保持2个机器周期以上高电平时，单片机完成复位初始化操作。

当主电源Vcc发生故障而突然下降到一定低电压或断电时，第2功能Vpd将为片内RAM提供电源以保护片内RAM中的信息不丢失。

ALE/PROG：

地址锁存允许信号输入端。

在存取外存储器时，用于锁存低8位地址信号。

当单片机正常工作后，ALE端就周期性地以时钟振荡频率的1/6固定频率向外输出正脉冲信号。

此引脚的第2功能PROG是对片内带有4K字节EPROM的8751固外程序时，作为编程脉冲输入端。

PSEN：

程序存储器允许输出端。

当片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。

CPU从外部程序存储器取指令时，PSEN信号会自动产生负脉冲，作为外部程序存储器的选通信号。

EA/Vpp：

程序存储器地址允许输入端。

当EA为高电平时，CPU执行片内程序存储器指令，但当PC中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外程序存储器指令；

当EA为低电平时，CPU只执行片外程序存储器指令。

3）.I/O口引脚

P0.0~P0.7:

P0口8位双向I/O口；

P1.0~P1.7:

P1口8位准双向I/O口；

P2.0~P2.7:

P2口8位准双向I/O口；

P3.0~P3.7:

P3口8位准双向I/O口。

（3）片外总线结构

分为三部分：

数据总线DataBus（DB）,地址总线AddressBus（AB）,控制总线ControlBus（CB）.

2.时钟电路模块

（1）DS1302的结构及工作原理

　　DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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31×

8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/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

（2）引脚功能及结构

　　图3所示出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的传送手段。

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≥2.5V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），后面有详细说明。

SCLK始终是输入端。

图3ds1302

（3）数据输入输出（I/O）

　　在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。

同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。

3.显示部分

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有若干个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。

显示电路采用LCD1602液晶显示，如图４所示，图中只画出了其相应的接口，3脚用于调节LCD1602的背光,4、5、6为LCD1602的控制口，用于控制其写入或是读出指令，7至14脚为LCD1602的数据口，将数传送到LCD1602中。

图4ＬＣＤ1602显示电路

4.复位电路设计

复位电路由电阻和极性电容组成，如图５所示，通过高电平使单片机复位，在时钟电路开始工作后，当高电平的时间超过大约2us时，即可实现复位。

此复位电路为上电复位，较为简单。

若改进可以添加手动复位的功能，上电复位发生在开机加电时，由系统自动完成，手动复位通过一个按键来实现，在程序运行时，若遇到死机，死循环或程序“跑飞”等情况，通过手动复位就可以实现重新启动的操作。

手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。

一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮和一个电阻。

图５　复位电路　　　　　　　　　　　　　　图６时钟振荡电路图

５.时钟振荡电路

时钟振荡电路图６所示，时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。

此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。

电路中两个电容C1、C2的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。

6.按键调整系统电路设计

按键电路由四个轻触开关组成，如图７所示。

按键用来调整时间，其一端直接接到单片机的端口，另一端接地，当按下按键时，相应的端口变为低电平，通过一个与门只要这四个按键有一个按下就会在P3.2检测到一低电平就触发外部中断0进入按键调节程序中，通过与个各键相连的端口P3.4_P3.7可以判断是哪个键按下，从而作相应的操作。

图７按键电路与单片机的链接

五．系统软件总体设计

　　本系统选用适时性强与透明度高的Ｃ语言作为编程语言，系统软件的开发全部采用KeiluVision4进行。

软件控制程序主要有主控程序、电子万年历的时间控制程序组成。

主控程序中对整个程序进行控制，进行了初始化程序及计数器、还有键盘功能程序、以及显示程序和时间控制程序是电子万年历中比较重要的部分。

　　公历与星期的换算方法

在现行公历中，历年的长度365天（平年）或者366天（闰年）都不是七的整数倍，所以日期与星期之间没有明显的对应关系。

一般情况下，不看日历牌就无法知道某月某日是星期几。

不过，它们之间还是有一定规律可循的，只要经过简单计算，或者查找表格，就可以知道与任何日期相对应的星期数。

主程序首先初始化定时器、LCD1602及DS1302，然后就开始查询按键，有键按下则开始调整时间和日期，若没有按下，则执行下面的时间、日期的显示，最后依次循环这些相同的操作，相应流程图如图８所示：

　　　　图８主程序流程图

六．系统测试与分析

按键的检测是通过中断的办法来实现，利用按键进行间调整。

K1按下则开始设置时间及日期，同时在第一行最右端显示被选择的对象，第一次按下K1时，设置年份，若按下K3，则是减1操作，按下K2是加1操作，设置好年后，第二次按下K1时，则是设置月份，按K3减，按K2则加1，依次循环下去，则可以将时间和日期设置完毕，K4是确定键，设置好按下即可保存。

通过此电子万年历设计，本系统能完成以下功能：

（1）显示公历日期功能（年、月、日、时、分、秒以及星期），

（2）可通过按键切换年、月、日及时、分、秒的显示状态，（3）可随时调校年、月、日或时、分、秒，星期，（4）可每次增减一进行时间调节，（5）停电可以正常运行。

七．结语

本系统利用AT89S52单片机进行可编程控制，结合键盘、液晶屏等，通过DS1302的使用，可以降低