基于AT89S52的电子万年历设计报告文档格式.docx
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硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特,可靠。
本设计的电子台历以AT89S52单片机为控制核心，采用Dallas公司的DS1302实时时钟构成时钟电路，能够实现时间和日期的显示，还增加了闹钟报时的功能，设计详细地分析设计原理和制作的全过程。
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1设计原理
设计任务与要求
根据课设任务及设计要求本电子台历可实现以下功能：
1、能够显示年、月、日、时、分。
2、可以人为校正年、月、日、时、分。
3、第一次开机显示：
20XX010112：
00。
4、掉电信息不丢失。
5、具有闹钟功能。
方案设计
按照系统设计的要求和功能，将系统分为主控制器模块、显示模块、按键开关模块、蜂鸣器电路模块。
系统框图如图1所示，主控制模块采用AT89S52单片机为控制中心，显示模块采用液晶LCD1602显示，计时使用AT89S52单片机自带的定时器功能，实现对时间、日期的操作，通过按键盘开关实现对时间、日期的调整。
复位电路按键电路
晶振电路单片机AT89S52LCD1602显示模块蜂鸣器电路
图1基于AT89S52单片机的电子万年历总体设计框图
硬件单元电路设计与参数计算
主控制系统
单片机中央处理系统的方案设计，我们选用ATMEL公司的AT89C52单片机作为中央处理器，如图2所示。
该单片机除了拥有MCS-51系列单片机的所有优点外，内部还具有8K的在系统可编程FLASH存储器，低功耗的空闲和掉电模式，极大的降低了电路的功耗，还包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。
整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。
是比较合适的方案。
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图2AT89S52主控制系统
时钟振荡电路
时钟振荡电路图3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，对于AT89S52其工作频率为0至33MHz,在这个范围内单片机能够正常的工作。
图3时钟振荡电路
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复位电路
复位电路电阻和极性电容组成，如图4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。
此复位电路同时具备了上电复位和手动复位的功能，上电复位发生在开机加电时，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，如图所示，当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端，于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。
上电复位的工作过程是在加电时。
复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间，图可知充电时间为：
T==，保证系统能够可靠地复位。
图4AT89S52复位电路
DS1302时钟电路
时钟电路主要时钟芯片DS1302、备用电池、晶振等几部分组成，如图5所示。
DS1302采用3线串行接口，占用引脚少，内部集成了可编程日历时钟，用户可以根据需要通过单片机的控制来自行设置，支持双电源供电，可以使用外部主电源和备用电源，备份电源能够使时钟芯片继续工作。
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图5DS1302时钟电路
、按键电路
按键电路四个轻触开关组成，如图6所示。
按键用来调整时间和设定闹钟，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，通过检测这一低电平就可以判断是哪个键按下，从而作相应的操作。
图6按键电路
、显示电路
显示电路采用LCD1602液晶显示，图中只画出了其相应的接口，如图7所示。
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7LCD1602接口电路
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蜂鸣器电路
蜂鸣器电路一个220欧的电阻，三极管8550，及蜂鸣器组成，如图8所示。
通过控制三极管的导通和截止来实现蜂鸣器的响与不响。
流程图与软件设计
程序流程图
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设置闹钟，若没有按下，则执行下面的时间、日期及闹钟时间的显示，最后依次循环这些相同的操作，相应流程图如图9所示：
结束图9程序主流程图
图8蜂鸣器电路
开始初始化是按键是否按下否时间、日期、闹钟设定显示时间、日期及闹钟时间6
按键的检测主要是通过查询的办法来实现，利用按键进行间调整及闹钟设置，首先检测K1键是否按下，当K1键按下时，并且K2键按下时，则设置初始的默认时间；
当K1按下，并且K4按下时，则是开启闹钟功能；
若只是K3按下则开始设置时间及日期，同时被选择的时间和日期开始闪烁，第一次按下K3时，设置年份，若按下K1，则是减1操作，按下K2是加1操作，设置好年后，第二次按下K3时，则是设置月份，按K1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；
而当按下K4时，则是设置闹钟时间，第一次按下K4，设置时，按K1时减1，按K2时加1，第二次按下时，设置分，同样的操作，按K1分减1，按K2分加1，程序流程图10所示：
图10时间调整及闹钟设置程序流程图
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软件设计
主程序首先对系统环境初始化，设置定时器T0工作模式为16位定时/计数器模式，置位总中断允许位EA，并对键盘端口置位，再对LCD1602初始化，DS1302初始化。
接着扫描键盘，在键盘程序里面是对时间、日期及闹钟的调整，最下面是时间的显示及闹钟比较时间。
子程序设计：
1.读写DS1302子程序：
写DS1302子程序：
ucharread_ds1302（ucharaddr）{ucharbackdata;
sclk=0;
reset=1;
write_byte（addr）;
//先写地址 backdata=read_byte;
//然后读数据 sclk=0;
reset=0;
return（backdata）;
}
读DS1302子程序：
write_byte（addr）;
2.读写LCD1602子程序：
写指令数据到LCD子程序voidlcd_wcmd（ucharcmd）{while（lcd_busy）;
LCD_RS=0;
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LCD_RW=0;
LCD_EN=0;
_nop_;
P0=cmd;
delayNOP;
LCD_EN=1;
写显示数据到LCD子程序voidlcd_wdat（uchardat）{while（lcd_busy）;
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
P0=dat;
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2电路仿真及分析
整体电路仿真图
图11整体电路仿真图
电路分析
仿真正确，显示了时间，在LCD1602中正确显示了当前日期、时间并可以显示闹钟时间，通过按按键K3,就可以开始设置时间,依次按K3依次在年、月、日、时、分之间切换，并且相应的调整的位会闪烁，按K2键用于加1操作,K1键用于减1操作。
按K4键则可以设置闹钟时间，依次按K4可以在时和分之间切换，按K2键,可以增加值,按K1键,可以减小值。
闹钟开启设置：
先按住K1，然后再按K4就可以开启闹钟功能，当设置好闹钟后并开启闹钟功能后，就可以有闹钟功能，闹钟时间为1分钟。
仿真正确显示了我们需要达到的要求，符合了我们设计的要求。
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3电路调试及性能测试分析
硬件调试
在测试中遇到LCD1602不能够显示出时间和日期，经过检查才发现是LCD1602的背光没有调好，通过调节接在LCD1602上3脚上的滑动变阻器，改变所给的电压，可以清晰地看见了LCD能够显示。
对于DS1302在测试过程中发其上电不久就发热，在检查电路过程中，不是因为发现芯片短路，最终检查发现原来是DS1302的引脚接法不正确，给+5V的应该是芯片的脚，给后备电池的是1脚，当换过来之后，芯片就不发热了，而且可以正常显示出我们要显示的时间和日期。
软件调试
在软件调试过程中，当按下按键调节时间和日期后，时间不能继续在加，后来分析了程序才发现，是在设置好时间和日期时我们暂停了时钟，在设置完后没有启动时钟，所以时间和日期就不能够继续走，在那里停止了，发现这个原因后，我在设置完时间后就开启时钟，时间和日期就能够正确显示了。
性能测试与分析
上电测试，LCD1602能够正确显示时间和日期，第一次K3按钮，开始设置年，再按K1，年减1，按K2，年加1，按二次K3，设置月，按K1，月减1，按K2，月加1，按三次K3，设置日，按K1，日减1，按K2，日加1，按四次K3，设置时，按K1，时减1，按K2，时加1，按五次K3，设置分，按K1，分减1，按K2，分加1，按第五次，设置时间完成。
闹钟设置，按下K4，开始设置闹钟，按第一次，设置分，按K1，时减1，按K2，时加1，按第二次设置分，按K1，分减1，按K2，分加1，设置好闹钟后，按组合键K1+K4开启闹钟功能，当到闹钟时间后，蜂鸣器响，闹钟时间为1分钟。
在对电路测试后，电路达到了所需的功能。
通过对电路的多次的反复测试与分析，可以对电路的原理及功能更加熟悉，同时提高了设计能力及对电路的分析能力，同时在软件的编程方面得到了更高的提高，对编程能力得到加强，同时对所学的知识得到了大的提高与巩固。
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4设计总结
在这学期的课程序设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们小组通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手制作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在课程序设计里，我们学会了很多学习的方法。
而这是以后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
同时在与老师和同学的交流过程中，互动学习，将知识融会贯通，提高自己与人交流的能力，提高自己的团队意识。
老师给我们提出了许多建议非常的好，让我们能够有更多的发挥空间，提高了自己开发创新的能力。
感谢学院给我们提供了一个展现自己的舞台，给我们一次难得煅炼的机会，使得我们的动手能力和专业技能都有了很大的提高，对本专业的东西有了更进一步的了解。
同时，在做作品的日子里得了柳老师的悉心指导，在此向我们的指导教师致以诚挚的谢意。
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