单片机课程设计万年历.docx
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单片机课程设计万年历
设计题目：
电子万年历
设计任务与要求：
1、显示年月日时分秒及星期信息
2、具有可调整日期和时间功能
3、增加闰年计算功能
方案：
采用TA89C51芯片作为硬件核心，采用FlashROM，内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏.
电路设计：
1、主控制系统
单片机中央处理系统的方案设计，选用AT89C51单片机作为中央处理器，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。
2、时钟振荡电路
时钟振荡电路，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。
图（3）时钟振荡电路图图（4）复位电路
3、复位电路
复位电路由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。
6、显示电路
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（10）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LCD1602显示
流程图与软件设计：
1、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（11）所示：
图（12）程序流程图
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设置了。
2、软件设计
软件总设计：
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。
软件程序编写：
软件程序编写的好坏直接影响着系统运行情况的良好。
因本程序涉及的模块较多，所以程序编写也采用模块化设计，C语言具有编写灵活、移植方便、便于模块化设计的特点，所以本系统的软件采用C51编写。
具体程序见附件一：
程序
整体电路与仿真结果分析:
电子万年历硬件电路图及仿真，系统由AT89C52单片机，按键扫描电路、显示电路、时钟电路、晶振电路、复位电路及电源指示电路。
仿真正确显示了时间，在LCD1602中正确显示了当前日期、时间，通过按按键K1,就可以开始设置时间,依次按K1依次在年、月、日、时、分之间切换，，按K2键用于加1操作,K3键用于减1操作，K4是确定按钮。
仿真正确显示了时间和日期，符合设计的要求。
附实验源程序：
#include
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitIO=P1^0;//DS1302数据线
sbitSCLK=P1^1;//DS130时钟线
sbitRST=P1^2;//DS1302复位线
sbitRS=P2^0;//LCD数据/命令选择端
sbitRW=P2^1;//LCD读/写控制
sbitEN=P2^2;//LCD使能端
sbitK1=P3^4;//选择
sbitK2=P3^5;//加
sbitK3=P3^6;//减
sbitK4=P3^7;//确定
uchartCount=0;
ucharMonthsDays[]={0,31,0,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
uchar*WEEK[]={"SUN","MON","TUS","WEN","THU","FRI","SAT"};
ucharLCD_DSY_BUFFER1[]={"DATE00-00-00"};//显示格式
ucharLCD_DSY_BUFFER2[]={"TIME00:
00:
00"};
ucharDateTime[7];//所读取的日期时间
charAdjust_Index=-1;//当前调节的时间对象：
，，分，是，日，月，年（1,2,3,4,6）
ucharChange_Flag[]="-MHDM-Y";//（分，时，日，月，年）（不调节秒与周）
/*---------延时程序------------------*/
voidDelayMS（uintms）
{
uchari;
while（ms--）{for（i=0;i<120;i++）;}
}//-----------向DS1302写入一字节------------------//
voidWrite_A_Byte_TO_DS1302（ucharx）
{uchari;
for（i=0;i<8;i++）{
IO=x&0x01;//每一位与1与存入IO中
SCLK=1;SCLK=0;//一个高脉冲将数据送入液晶控制器
x>>=1;//右移
}
}//-----------从DS1302读取一字节------------------//
ucharGet_A_Byte_FROM_DS1302（）
{uchari,b=0x00;
for（i=0;i<8;i++）{
b|=_crol_（（uchar）IO,i）;
SCLK=1;SCLK=0;//每一个高脉冲读取一位数据
}
returnb/16*10+b%16;//返回BCD码
}//-----------从DS1302指定位置读数据------------------//
ucharRead_Data（ucharaddr）
{
uchardat;
RST=0;SCLK=0;RST=1;//RST高电平时读/写
Write_A_Byte_TO_DS1302（addr）;//先写入地址
dat=Get_A_Byte_FROM_DS1302（）;
SCLK=1;RST=0;
returndat;
}//---------向DS1302某地址写入数据--------------------//
voidWrite_DS1302（ucharaddr,uchardat）
{SCLK=0;RST=1;
Write_A_Byte_TO_DS1302（addr）;
Write_A_Byte_TO_DS1302（dat）;
SCLK=0;RST=0;//高脉冲写入数据
}//--------------设置时间----------------//
voidSET_DS1302（）
{uchari;//写控制字，取消写保护
Write_DS1302（0x8E,0x00）;//分时日月年依次写入
for（i=1;i<7;i++）
{//分的起始地址10000010（0x82）,后面依次是时，日，月，周，年，写入地址每次递增2
Write_DS1302（0x80+2*i,（DateTime[i]/10<<4）|（DateTime[i]%10））;
}
Write_DS1302（0x8E,0x80）;//加保护
}//----------读取当前日期时间------------//
voidGetTime（）
{uchari;
for（i=0;i<7;i++）{DateTime[i]=Read_Data（0X81+2*i）;}
}//-----------读LCD状态------------------//
ucharRead_LCD_State（）
{ucharstate;
RS=0;RW=1;EN=1;//输出：
D0~D7=状态字
DelayMS
（1）;
state=P0;//从P0口读LCD状态
EN=0;DelayMS
（1）;
returnstate;
}//-----------忙等待------------------//
voidLCD_Busy_Wait（）
{
while（（Read_LCD_State（）&0x80）==0x80）;
DelayMS（5）;
}//-----------向LCD写数据------------------//
voidWrite_LCD_Data（uchardat）
{
LCD_Busy_Wait（）;
RS=1;EN=0;RW=0;//写数据，EN为高脉冲，
P0=dat;EN=1;DelayMS
（1）;EN=0;
}//-------------写LCD指令-------------------//
voidWrite_LCD_Command（ucharcmd）
{
LCD_Busy_Wait（）;
RS=0;EN=0;RW=0;//写指令，EN高脉冲，输出：
D0~D7=数据
P0=cmd;EN=1;DelayMS
（1）;EN=0;
}//-------------LCD初始化-------------------//
voidInit_LCD（）
{
Write_LCD_Command（0x38）;//设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
DelayMS
（1）;
Write_LCD_Command（0x01）;//显示清零，数据指针清零
DelayMS
（1）;
Write_LCD_Command（0x06）;//写一个字符后地址指针自动加1
DelayMS
（1）;
Write_LCD_Command（0x0c）;//设置开显示，不显示光标
DelayMS
（1）;
}//设置液晶显示位置
voidSet_LCD_POS（ucharp）{
Write_LCD_Command（p|0x80）;//相当于在0x80基础上加入位置量
}//----在LCD上显示字符串---------//
voidDisplay_LCD_String（ucharp,uchar*s）
{uchari;
Set_LCD_POS（p）;
for（i=0;i<16;i++）
{
Write_LCD_Data（s[i]）;//在固定位置显示时间日期
DelayMS
（1）;
}
}//---------日期与时间值转换为数字字符----------------//
voidFormat_DateTime（uchard,uchar*a）
{
a[0]=d/10+'0';
a[1]=d%10+'0';
}//判断是否为闰年
ucharisLeapYear（uinty）
{return（y%4==0&&y%100!
=0）||（y%400==0）;}
voidRefreshWeekDay（）
{uinti,d,w=5;//已知1999.12.31是周五
for（i=2000;i<2000+DateTime[6];i++）
{
d=isLeapYear（i）?
366:
365;
w=（w+d）%7;
}
d=0;
for（i=1;i{d+=MonthsDays[i];}
d+=DateTime[3];
//保存星期，0~6表示星期日，星期一，二，...，六，为了与DS1302的星期格式匹配，返回值需要加1
DateTime[5]=（w+d）%7+1;
}
//*****年月日时分++/--********//
voidDateTime_Adjust（charx）
{switch（Adjust_Index）
{
case6:
//年00-99
if（x==1&&DateTime[6]<99）DateTime[6]++;
if（x==-1&&DateTime[6]>0）DateTime[6]--;
//获取2月天数
MonthsDays[2]=isLeapYear（2000+DateTime[6]）?
29:
28;
//如果年份变化后当前月份的天数大于上限则设为上限
if（DateTime[3]>MonthsDays[DateTime[4]]）
{DateTime[3]=MonthsDays[DateTime[4]];}
RefreshWeekDay（）;//刷新星期
break;
case4:
//月01-12
if（x==1&&DateTime[4]<12）DateTime[4]++;
if（x==-1&&DateTime[4]>1）DateTime[4]--;
MonthsDays[2]=isLeapYear（2000+DateTime[6]）?
29:
28;
if（DateTime[3]>MonthsDays[DateTime[4]]）
{DateTime[3]=MonthsDays[DateTime[4]];}
RefreshWeekDay（）;
break;
case3:
//日00-28、29、30、31，调节之前首先根据年份得出该年中断二月天数
MonthsDays[2]=isLeapYear（2000+DateTime[6]）?
29:
28;
//根据当前月份决定调节日期的上限
if（x==1&&DateTime[3]if（x==-1&&DateTime[3]>0）DateTime[3]--;
RefreshWeekDay（）;
break;
case2:
//时
if（x==1&&DateTime[2]<23）DateTime[2]++;
if（x==-1&&DateTime[2]>0）DateTime[2]--;
break;
case1:
//分
if（x==1&&DateTime[1]<59）DateTime[1]++;
if（x==-1&&DateTime[1]>0）DateTime[1]--;
break;
}
}//---定时器0每秒刷新LCD显示----//
voidT0_INT（）interrupt1
{
TH0=-50000/256;
TL0=-50000%256;
if（++tCount!
=2）return;
tCount=0;//按指定格式生成待显示的日期时间串
Format_DateTime（DateTime[6],LCD_DSY_BUFFER1+5）;
Format_DateTime（DateTime[4],LCD_DSY_BUFFER1+8）;
Format_DateTime（DateTime[3],LCD_DSY_BUFFER1+11）;//星期
strcpy（LCD_DSY_BUFFER1+13,WEEK[DateTime[5]-1]）;//时分秒
Format_DateTime（DateTime[2],LCD_DSY_BUFFER2+5）;
Format_DateTime（DateTime[1],LCD_DSY_BUFFER2+8）;
Format_DateTime（DateTime[0],LCD_DSY_BUFFER2+11）;
//显示年月日，星期，时分秒
Display_LCD_String（0x00,LCD_DSY_BUFFER1）;
Display_LCD_String（0x40,LCD_DSY_BUFFER2）;
}
voidEX_INT0（）interrupt0
{
if（K1==0）//选择调整对象（YMDHM）
{
DelayMS（10）;
if（K1==0）{
//while（K1==0）;
if（Adjust_Index==-1||Adjust_Index==1）
{
Adjust_Index=7;
}
Adjust_Index--;
if（Adjust_Index==5）Adjust_Index=4;
LCD_DSY_BUFFER2[13]='[';
LCD_DSY_BUFFER2[14]=Change_Flag[Adjust_Index];//显示调节对象
LCD_DSY_BUFFER2[15]=']';
}
}
elseif（K2==0）//加
{//while（K2==0）;
DelayMS（10）;
if（K2==0）
DateTime_Adjust
（1）;
}
elseif（K3==0）//减
{
DelayMS（10）;//while（K3==0）;
if（K3==0）
DateTime_Adjust（-1）;
}
elseif（K4==0）//确定
{
//while（K4==0）;
DelayMS（10）;
if（K4==0）{
SET_DS1302（）;//将调整后的时间写入DS1302
LCD_DSY_BUFFER2[13]='';
LCD_DSY_BUFFER2[14]='';
LCD_DSY_BUFFER2[15]='';
Adjust_Index=-1;
}
}
}
voidmain（）
{Init_LCD（）;//液晶初始化
IE=0x83;//允许INT0，T0中断，EA=1，，ET0=1，EX0=1
IP=0x01;//设置外部中断0为高级中断
IT0=0x01;//外部中断0为电平触发，低电平有效
TMOD=0x01;//设置定时器T0工作方式为方式1，
TH0=-50000/256;//装入初始值，定时1秒
TL0=-50000%256;
TR0=1;//启动定时器
while
（1）
{//如果未执行调整操作则正常读取当前时间
if（Adjust_Index==-1）GetTime（）;
}
}
结论与心得：
在整个设计过程中，发挥团队精神，分工合作，充分发挥人的主观能动性，自主学习，学到了许多没学到的知识。
较好的完成了作品。
达到了预期的目的，在最初的设计中，发挥“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”的作用。
相互学习、相互讨论、研究。
完了最初的设想。
在电路焊接时虽然没什么大问题，但从中也知道了焊接在整个作品中的重要性，电路工程量大，不能心急，一个个慢慢来不能急于求成。
反而达到事半功倍的效果。
对电路的设计、布局要先有一个好的构思，才显得电路板美观、大方。
程序编写中，由于思路不清晰，开始时遇到了很多的问题，经过静下心来思考，和同组员的讨论，理清了思路，反而得心应手。
在此次设计中，知道了做凡事要有一颗平常的心，不要想着走捷径，一步一脚印。
也练就了我们的耐心，做什么事都在有耐心。
此次比赛中学到了很多很多东西，这是最重要的。
总之，参加电子竞赛我们的能力得到了全方位的提高。
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