基于单片机的电子万年历 精品.docx
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基于单片机的电子万年历精品
存档资料成绩：
华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程名称单片机原理及应用
题目 基于单片机的电子万年历
分院
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师
2012年5月22日
华东交通大学理工学院
课程设计（论文）任务书
专业班级姓名
一、课程设计（论文）题目基于单片机的电子万年历
二、课程设计（论文）工作：
自年月日起至年月日止。
三、课程设计（论文）的内容要求：
一、内容：
利用单片机、时钟芯片、温度传感器、数码管等实现日期、时间、温度的显示那一个简单的万年历。
2、要求：
、通过万年历的设计要掌握好对Proteus仿真设计的熟练使用；
、通过万年历的设计要熟练掌握单片机的各个功能，并且能对单片机有一个总体的把握，在设计的过程中能够凭借对单片机各功能的了解，达到理想的设计效果。
、掌握Proteus和Keil软件的使用。
序号
项目
等 级
优秀
良好
中等
及格
不及格
1
课程设计态度评价
2
出勤情况评价
3
任务难度评价
4
工作量饱满评价
5
任务难度评价
6
设计中创新性评价
7
论文书写规范化评价
8
综合应用能力评价
综合评定等级
学生签名：
年月日
课程设计（论文）评阅意见
评阅人 职称
20年月日
目 录
第1章课程设计内容及要求.......................2
第2章系统的硬件设计与实现....................5
第3章系统的软件设计.........................16
第4章程序代码...............................18
第5章课程设计心得...........................25
第6章参考文献...............................26
第二章系统的硬件设计与实现
电路设计框图
本系统的电路系统框图如图1所示。
AT89S51单片机对DS1302和DS18B20写入控制字并读取相应的数据，继而控制LCM1602作出对应的显示。
AT89S51
主控模块
图1系统硬件框图
系统硬件概述
本电路是由AT89S51单片机作为控制核心，能在3V超低压工作，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案；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、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。
可产生年、月、日、周、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完成，它具有独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃，支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温，工作电源:
3～5V/DC，在使用中不需要任何外围元件；显示部份由LCD1602液晶显示器完成，该显示器为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。
主要单元电路的设计
AT89S52单片机主控制模块的设计
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：
40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128Bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
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[7]。
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0Q^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。
89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口。
单片机的最小系统如图2所示：
18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,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.单片机的最小系统如下图所示：
图2中的晶振频率为12MHz，复位方式为上电自动复位[8]-[9]。
单片机中断系统
在提及单片机的最小系统后，现对单片机的另一重要应用系统即中断系统做一个比较详细的介绍。
在CPU与外设交换信息时，存在着一个快速CPU与慢速的外设之间的矛盾。
为解决这个问题，发展了中断的概念。
单片机在某一时刻只能处理一个任务，当多个任务同时要求单片机处理时，这一要求应该怎么实现呢？
通过中断可以实现多个任务的资源共享。
所谓的中断就是，当CPU正在处理某项事务的时候，如果外界或者内部发生了紧急事件，要求CPU暂停正在处理工作而去处理这个紧急事件，待处理完后，再回到原来中断的地方，继续执行原来被中断的程序，这个过程称作中断。
从中断的定义我们可以看到中断应具备中断源、中断响应、中断返回这样三个要素。
中断源发出中断请求，单片机对中断请求进行响应，当中断响应完成后应进行中断返回，返回被中断的地方继续执行原来被中断的程序。
MCS-51单片机的中断源共有两类，它们分别是：
外部中断和内部中断。
外部中断0（INT0）来自P3.2引脚，通过外部中断0触发方式控制位IT0（TCON.0），来决定中断输入信号是低电平有效还是负跳变有效。
一旦输入信号有效，便使IE0标志置一，向CPU申请中断；外部中断1（INT1）来自P3.3引脚，通过外部中断1触发方式控制位IT1（TCON.2），来决定中断输入信号是低电平有效还是负跳变有效。
一旦输入信号有效，便使IE0标志置一，向CPU申请中断。
内部中断有三个：
TF0,TF1,RI或TI。
TF0（TCON.5），片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。
当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断；TF1（TCON.7），片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。
当定时/计数器T1发生溢出时，置位TF1，并向CPU申请中断；RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中断请求标志。
当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI，向CPU申请中断[10]。
MCS-51单片机为用户提供了四个专用寄存器，来控制单片机的中断系统。
定时器控制寄存器（TCON），该寄存器用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。
进行字节操作时，寄存器地址为88H。
按位操作时，各位的地址为88H～8FH，当CPU采样到INT0（或INT1）端出现有效中断请求时，IE0（IE1）位由硬件置“1”。
当中断响应完成转向中断服务程序时，由硬件把IE0（或IE1）清零，当计数器产生计数溢出时，相应的溢出标志位由硬件置“1”。
当转向中断服务时，再由硬件自动清“0”。
计数溢出标志位的使用有两种情况：
采用中断方式时，作中断请求标志位来使用；采用查询方式时，作查询状态位
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