基于单片机的电子万年历的设计.docx

1、基于单片机的电子万年历的设计单 片 机 课 程 设 计题目： 电子万年历设计系 别： 电气与电子工程系专 业： 自动化姓 名： 王林学 号： 092409237指导教师： 张磊河南城建学院2011年12月28日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、成绩评定成绩等级： 指导教师签字： 年 月 日一、设计目的随着社会的快速发展，时间的流逝，从观察太阳、摆钟到现在的单片机电子钟，人类不断研究，不断创造新纪录，单片机电子万年历已成为当今人类准确、快速获取时间信息的重要工具之一。本设计的电子万年历以AT89S52单片机为控制核心，采用Dallas公司的DS1

2、302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。 二、设计要求及方案论证2.1方案论证: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：2012 12 30 12.00。4、掉电信息不丢失。创新扩展:2.2单片机芯片的选择方案和论证方案一: 主控模块采用的是AT89C52单片机芯片。AT89C52是一个8位单片机，片内ROM全部采用FLASH ROM技术，晶振时钟为12MHz。AT89C52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，有4个八位的并行双向I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P

3、3。第31引脚需要接高电位使单片机选用内部程序存储器；第9引脚是复位引脚，要接一个上电手动复位电路；第40脚为电源端VCC，接+5V电源，第20引脚为接地端VSS，通常在VCC和VSS引脚之间接0.1F高频滤波电容。第18、19脚之间接上一个11.0592MHz的晶振为单片机提供时钟信号。性能也比较好，采用该芯片。方案二:采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，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

4、程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏,所以选择采用AT89S52作为主控制系统。但是我们在仿真的时候没有找到这种芯片，所以无法仿真，就不采用该芯片。2.3显示模块选择方案和论证方案一：采用LCD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,并且我做的最小系统上带一个TS1620-1,和AT89S52已经接好，省了很多麻烦，所以在此设计中采用LCD液晶显示屏。方案二：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字合适,采用动态扫描法与单片机连接时,虽然占用的单片机口线少，但连线还需要花费一点时间，所以也不用此种作为显示。2.4 时钟

5、芯片的选择方案和论证方案一：按照系统设计的功能的要求，初步确定系统由主控模块、时钟模块、显示模块蜂鸣器模块共4个模块组成。主控芯片使用52系列AT89S52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一款高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DS1302。S1302作为计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备电源（2.5V-5.5V电源，在2。5V时耗电小于300nA）下继续计时，而且DS1302可以编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以 保证后备电源基本功不耗电。故采用此芯片。方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、

6、时、分、秒计数。采用此种方案虽然结构简单，但计时不准。故不采用该芯片。2.5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AT89C52作为主控制系统，LCD液晶显示屏作为显示。三、设计的总体结构3.1电路的总体原理框图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。3.2系统硬件概述本电路是由AT89C52单片机为控制核心，具有

7、在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路由ds1302时钟芯片提供，对单片机编程可以让它实现对年、月、日、周日、时、分进行计时，而且具有闹铃功能。显示部份由LCD液晶显示屏显示。四、各部分电路设计4.1单片机电路图单片机中央处理系统的方案设计，我们选用具有ATMEL公司的AT89C52单片机作为中央处理器，如图所示。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

8、个最小系统。整个系统结构紧凑、抗干扰能力强、性价比高。4.2、时钟振荡电路 时钟电路图所示，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，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。4.3复位电路图 复位电路由电阻和极性电容组成，

9、如图所示，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，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。4.4液晶显示电路图设置的初始时间为2011年12月30日。闹钟时间为00点00分。4.5 DS1302时钟电路时钟电路主要由时钟芯片DS1302、备用电池、晶振等几部分组成，如图所示。DS1302采用3线串行接口，占用引脚少，内部集成了

10、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4.6开关电路图按键功能自上而下依次为：选择减小键k1、增大键k2、调日历键k3、调闹钟键k4。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

11、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。五、整体电路图 见附图。（把整体电路图附在设计的最后一页。）六、设计总结6.1在设计中遇到的问题电子万年历的电路系统较大，对于焊接方面更是不可轻视，庞大的电路系统中只要出于一处的错误，则会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多，对于各种锋利的引脚要注意处理，否则会刺被带有包皮的导线，则会对电路造成短路现象。在本成电子万年历的设计调试中遇到了很多的问题。回想这些问题只要认

12、真多思考都是可以避免的，以下为主要的问题：（1）LCD液晶显示屏显示部分已经连在最小系统上，节省了不少时间和精力。（2）万年历修改时间或日期时，有时LCD液晶显示屏被屏蔽掉，造成不亮现象。（3）在编写程序和调试时出现了较多的问题。解决：根据仪器的测试，发现电路的驱动能力不足,电路的驱动能力才能满足，即可解决不亮现象。最后经过多次的模块子程序的修改，一步一步的完成，最终解决了软件。6.2 测试结果分析 在测试中遇到LCD液晶显示屏为不显示时,首先使用试测仪对电路进行测试,观察是否存在漏焊,虚焊,或者元件损坏，滑动变阻器器没有调好：查看烧写的程序是否正确无误，对程序进行认真修改。6.3设计体会经过

13、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与及对电路的分析能力。同时在软件的编程方面得到更到的提高,对编程能力得到加强，同时对所学的知识得到很大的提高与巩固。6.4设计建议 划分模块，认真的完成每块模块。七、系统程序#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LCD_RS = P25; /LCD1602指令，数据控制端口 sbit LCD_RW = P26;/LCD1602读、写控制端口sbit LCD_EN = P27;/LCD1602使能sbit K1 = P

14、10;/K1键sbit K2 = P11;/K2键sbit K3 = P12;/K3键sbit K4 = P13;/K4键sbit reset = P22;/5脚复位sbit io = P21;/6脚IOsbit sclk = P20;/7脚时钟sbit BEEP = P37;/蜂鸣器端口bit flag=1,hour=0,min=0;bit year=0,month=0,day=0;bit bj_flag=0;/报警标志位uchar timecount=0,count=0; uchar str=Alarm:;uchar init =0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

15、0x00; uchar init1 =0x00,0x00;uchar init2 =0x00,0x00,0x12,0x30,0x12,0x05,0x11; /秒,分， 时， 日， 月，星期，年，默认时间设置uchar bj_time =0x00,0x00,0x00; /秒， 分， 时uchar code mytab8 = 0x01,0x1b,0x1d,0x19,0x1d,0x1b,0x01,0x00;/小喇叭形状定义#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();void Set_W1302(uchar addr);void Set_Fl

16、ash(uchar row,uchar col);void Set_place(uchar row,uchar col);void Play_nowtime();void key_set(uchar num,uchar row,uchar col );void alarm_time();void Play_alarmtime();void Time_compare();/*/*/void delay1(int ms) unsigned char y; while(ms-) for(y = 0; y0;j-);/*/* /* 写字符串函数 /* /*/void write_str(uchar a

17、ddr,uchar *p) uchar i=0; lcd_wcmd(addr); while(pi!=0) lcd_wdat(pi); i+; /*/* /* 设定显示位置 /* /*/void write_position(uchar row,uchar col) uchar place; if(row=1) place=0x80+col-1; lcd_wcmd(place); else place=0xc0+col-1; lcd_wcmd(place); /*/* /*自定义字符写入CGRAM /* /*/void writetab() unsigned char i; lcd_wcmd(

18、0x40); /写CGRAM for (i = 0; i 8; i+) lcd_wdat(mytabi); /*/*/void write_byte(uchar inbyte) uchar i; for(i=0;i1; /*/*/uchar read_byte() /sclk的下跳沿读数据 uchar i,temp=0; io=1; /设置为输入口 for(i=0;i1; return (temp);/*/ 往ds1302的某个地址写入数据 /*/void write_ds1302(uchar cmd,uchar indata) sclk=0; reset=1; write_byte(cmd)

19、; write_byte(indata); sclk=0; reset=0;/*/ 读ds1302某地址的的数据 /*/uchar read_ds1302(uchar addr) uchar backdata; 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);/*/ 设置初始时间/*/void set_ds1302(uchar addr,uchar *p,uchar n) /写入n个数据 write_ds1302(0x8e,0x00)

20、; /写控制字，允许写操作 for(;n0;n-) write_ds1302(addr,*p); p+; addr=addr+2; write_ds1302(0x8e,0x80); /写保护，不允许写/*/ 读取当前时间 /*/void read_nowtime(uchar addr,uchar *p,uchar n) for(;n0;n-) *p=read_ds1302(addr); p+; addr=addr+2; /*/ 初始化DS1302/*/void init_ds1302() reset=0; sclk=0; write_ds1302(0x80,0x00); write_ds1302(0x90,0xa6); /一个二极管4K电阻充电 write_ds130