单片机电子万年历的设计.docx

1、单片机电子万年历的设计课外开放课题万年历姓名：孙广宇班级：电子S12-2 学号：27指导教师：徐书雨设计题目：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4、增加了显示温度的模块设计方案:系统分为主控模块、时钟电路模块、温度检测模块,按键扫描模块，LCD显示模块，电源电路、复位电路、晶振电路等模块。主控模块采用AT89C52单片机，按键模块用四个按键，用于调整时间，显示模块采用LCD1602，时钟电路模块采用DS1302时钟芯片实现对时间、日期的操作,温度模块使用18B20实现度温度的操作。限于开发板设计好的电路和芯片。1. 显示模块

2、:“LCD1602液晶显示屏”LED数码管价格适中，对于数字显示效果较好，而且使用单片机的端口也较少； LCD1602液晶显示屏，显示功能强大，可以显示大量文字、图形，显示多样性，清晰可见，价格相对LED数码管来说要昂贵些，但是基于本设计显示的东西较多，若采用LED数码管的话，所需数码管较多，而且不利于控制，因此选择LCD1602作为显示模块.2.时钟电路模块:DS1302是一款高性能的实时时钟芯片，以计时准确、接口简单、使用方便、工作电压范围宽和低功耗等优点，得到广泛的应用，实时时钟有秒、分、时、星期、日、月和年，月小于31天时可以自动调整，并具有闰年补偿功能，而且在掉电时能够在外部纽扣电池

3、的供电下继续工作。单片机有定时器的功能，但时间误差较大，且需要编写时钟程序.3.温度模块:直接采用常用的18B20.系统框图:液晶显示（LED）1602单片AT89C52时钟芯片DS1302温度传感器18B20单元电路设计:单片机中央处理系统的方案设计，选用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，方便地构成一个最小系统。整个系统结构

4、紧凑，抗干扰能力强，性价比高。2、时钟振荡电路用主振11.0592 MHZ的晶振,使用内部晶振接法并上俩个30PF的电容,如图所示.3、复位电路复位电路由电阻和极性电容组成，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。 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(6)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。 DS1302管脚图 DS1302时钟电路DS1302各引脚的功能为：8: Vcc1：备用电池端；1: Vcc2：5V电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2 Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；7: SCLK：串行时钟，输入； 6: I/O：数据输入输出口；5:

6、CE/RST：复位脚；2、3: X1、X2 是外接晶振脚 （32.768KHZ的晶振）；4: 地（GND）。DS1302有关日历、时间的寄存器：DS1302有关日历、时间的寄存器1、秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当初始上电时该位置为1，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；只有将秒寄器的该位置改写为0时，时钟才能开始运行。2、小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是 ，当为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位3、控制寄存器（8Fh、8E

7、h）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。在对任何的时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1，这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的，只有首先将WP改写为0，才能进行其它寄存器的写操作。DS1302读写时序 DS1302是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。DS1302的控制字如下图：DS1302的控制字图控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到DS1302中。位6：如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1

8、（A4A0）：指示操作单元的地址；位0（最低有效位）：如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。读数据：读数据时在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据是从最低位到最高位。写数据：控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入也是从最低位（0位）开始。5:温度传感器18B20通过18B20进行读数据，将读出来的数据进行进制转换，转换后送到下面来看看它的优点看看它的靓照。外形和我们常用的三极管没有什么两样哦。DS18B20的内部存储器分为以下几部分 ROM:存放该器件的编码。前8位

9、为单线系列的编码(DS18B20的编码是19H)后面48位为芯片的唯一序列号。在出场的时候就已经设置好，用户无法更改。最后8位是以上56位的CRC码。 DS18B20的温度存放如上图所示。其中S位符号位。当温度值为负值时，S = 1 ，反之则S = 0 。我们把得到的温度数据乘上对应的分辨率即可以得到转换后的温度值。 DS18B20的通讯协议： 在对DS18B20进行读写编程时，必须严格保证读写的时序。否则将无法读取测温结果。根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM

10、指令。这样才能对DS18B20进行预定的操作。 复位要求主机将数据线下拉500us，然后释放，DS18B20收到信号后等待16160us然后发出60240us的存在低脉冲，主机收到此信号表示复位成功。6.按键电路按键电路由四个轻触开关组成。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。用软件设计扫描程序。7.实现功能：K1按键进入设定状态按K2,依次进入闹钟功能是否启用

11、，闹钟时,分秒,年,月,日及时间时,分,秒的设置,直到退出设置状态按K3,调整是否起用闹钟和调节闹钟时,分,秒,年,月,日,时间的时,分,秒的数字LCD第二排中间显示小喇叭，表示启用闹钟功能，无则禁止闹钟功能（可在调整状态进行设置）正常状态,LCD上排最前面显示自定义字符,LCD下排最前面闪动RICHMCU设置状态,LCD上排最前面显示P,下排最前面在设置闹钟时间时显示alarm:,其它状态显示time8.程序流程图：1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：

12、18b20子程序： Ds1302子程序：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,闹钟的调整，温度的选择,最下面是时间的显示。例如:闰年的计算bit leap_year() bit leap; if(year%4=0&year%100!=0)|year%400=0)/闰年的条件 leap=1; else leap=0; return leap;实验程序：#include /万年历#define uint un

13、signed int#define uchar unsigned charuchar code duantable=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf; uchar code weitable=0xFE,0xFD,0xFB,0xF7;uchar xianshi8=0 ,0 ,0 ,0 ;uint year=2013;uchar tt=0,month=9,day=24;hour=10,minute=2,second=0,i;void delay(uint z);main() TMOD|=0X10; TMOD&=0X1F;

14、 TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; IE|= 0X88; TR1=1; while(1) if(tt=20) tt=0; if (second=59) second=0; if (minute=59) minute=0; if (hour=23) hour=0; if(day=30) day=1; if(month=12) month=1; year+=1; else month+=1; else day+=1; else hour+=1; else minute+=1; else second+=1; xianshi0=minute%

15、10;/second%10; xianshi1=minute/10;/second/10; xianshi2=hour%10;/minute%10; xianshi3=hour/10;/minute/10; xianshi4=hour%10; xianshi5=hour/10; xianshi6=day%10; xianshi7=day/10; for(i=0;i0;x-) for(y=122;y0;y-) ; 心得：经过这次设计，对单片机编程控制有了进一步的了解。该设计涉及到了单片机的时序控制，数据接口包括并行数据接口以及串行通信接口，同时用到了控制按键、环境信息检测、数据显示处理等。这次设计，基本上涉及到了所有的单片机控制功能模块。因此，通过这次设计，能完全掌握单片机的所有基本控制，这也是我们组选择该题目的一个重要原因。通过这次课程设计让我们对所学内容有了进一步的理解。