山東建筑大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于單片機(jī)的多功能電子鐘

1、山東建筑大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題 目： 基于單片機(jī)的多功能電子鐘課 程： 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)院 （部）： 信息與電氣工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程班 級(jí)： 電信112學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 高煥兵、胡秀蒙完成日期： 2015年1月16日目 錄1 引言 12 系統(tǒng)概述 13 方案設(shè)計(jì) 13.1 方案1基于AT89S52單片機(jī)的多功能時(shí)鐘設(shè)計(jì) 13.2 方案2基于DS1302的多功能時(shí)鐘設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 24.1 系統(tǒng)核心部分-單片機(jī) AT89C51 34.2 DS1302時(shí)鐘電路 54.3 存儲(chǔ)電路 94.4 液晶顯示電路 114.5 鍵盤(pán)電路 154.6 鬧鈴電路

2、155 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 165.1 陽(yáng)歷程序的設(shè)計(jì) 165.2 時(shí)間調(diào)整程序的設(shè)計(jì) 165.3 陰歷程序的設(shè)計(jì) 176 測(cè)試結(jié)果 207 結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 21總結(jié)致謝 22附錄1：主程序附錄2：多功能時(shí)鐘設(shè)計(jì)電路原理圖1 引言在日新月異的21世紀(jì)里，家用電子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展。許多家電設(shè)備都趨于人性化、智能化，這些電器設(shè)備大部分都含有CPU控制器或者是單片機(jī)。單片機(jī)以其高可靠性、高性?xún)r(jià)比、低電壓、低功耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品和玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各個(gè)方面，如車(chē)間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等

3、、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等。用單片機(jī)來(lái)控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實(shí)用，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的電子萬(wàn)年歷屬于小型智能家用電子產(chǎn)品。利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行記時(shí)，外加掉電存儲(chǔ)電路和顯示電路，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和顯示。電子萬(wàn)年歷既可廣泛應(yīng)用于家庭,也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、企業(yè)、商店等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門(mén)衛(wèi)等場(chǎng)所。因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。2 系統(tǒng)概述本設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，構(gòu)成單片機(jī)控制電路，結(jié)合DS1302時(shí)鐘芯片和24C02FLASH存儲(chǔ)器，顯示陽(yáng)歷年、月、日、星期、時(shí)、分、秒和陰歷年、月、日，在顯示陰歷時(shí)間

4、時(shí)，能標(biāo)明是否閏月，同時(shí)完成對(duì)它們的自動(dòng)調(diào)整和掉電保護(hù)，全部信息用液晶顯示。人機(jī)接口由三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)，用這三個(gè)按鍵對(duì)時(shí)間、日期可調(diào)，并可對(duì)鬧鈴開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。軟件控制程序?qū)崿F(xiàn)所有的功能。整機(jī)電路使用+5V穩(wěn)壓電源，可穩(wěn)定工作。系統(tǒng)框圖如圖2-1所示，其軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，時(shí)間記錄準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)顯示的系統(tǒng)中。人機(jī)接口顯示電路軟件控制程序電源電路單片機(jī)控制電路圖2-1 系統(tǒng)框圖3 方案選擇 由于電子萬(wàn)年歷的種類(lèi)比較多，因此方案選擇在設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。正確地選擇方案可以減小開(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低成本，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。3.1基于AT89C51單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)不使用時(shí)鐘芯片，

5、而直接用AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)。AT89C51是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦寫(xiě)1000余次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，利用它的一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，中斷20次后產(chǎn)生一個(gè)秒信號(hào)，然后根據(jù)時(shí)間進(jìn)制關(guān)系依次向分、時(shí)、日、星期、月、年進(jìn)位。這樣就實(shí)現(xiàn)了直接用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)。用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)，無(wú)須

6、外接其他芯片，充分利用了單片機(jī)的資源。但是精度不夠高，誤差較大，掉電后丟失所有數(shù)據(jù)，軟件編程較復(fù)雜。3.2 方案2基于DS1302的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的裝置中，經(jīng)常需要一個(gè)實(shí)時(shí)的時(shí)鐘和日歷，以便對(duì)一些實(shí)時(shí)發(fā)生事件記錄時(shí)給予時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片便可起到這一作用。過(guò)去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如MC,DS12887等。它們已能完全滿(mǎn)足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜、占用地址, 數(shù)據(jù)總線接線多、芯片體積大占用空間多、近年來(lái)串行接口的各種芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用愈來(lái)愈多，串行接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也出現(xiàn)了不少，DS1302是一個(gè)綜合性能較好且價(jià)格便宜的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯

7、片。利用單片機(jī)進(jìn)行控制，采用DS1302作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，其三線接口SCLK、I/O、/RST與單片機(jī)進(jìn)行同步通信，外加掉電存儲(chǔ)電路、顯示電路、鍵盤(pán)電路，即構(gòu)成一個(gè)基本的電子萬(wàn)年歷系統(tǒng)，若還要添加其他功能，在這基礎(chǔ)上外擴(kuò)電路即可。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)因素：功耗低、精確度高、軟件編程較簡(jiǎn)單，芯片的體積小、芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用方案2。4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、鍵盤(pán)接口模塊、顯示模塊和鬧鈴模塊共6個(gè)模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖4-1所示。主控芯片使用51系列AT89C5

8、1單片機(jī)，時(shí)鐘芯片使用美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302，存儲(chǔ)模塊采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗CMOS串行EEPROM存儲(chǔ)芯片AT24C02。DS1302作為主要計(jì)時(shí)芯片，可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備 （2.55.5V電源，在2.5V時(shí)耗電小于300nA）下繼續(xù)計(jì)時(shí)，并可編程選擇多種充電電流來(lái)對(duì)后備電源進(jìn)行慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。（89C51）主控模塊DS1302時(shí)鐘電路鍵掃描電路液晶顯示存儲(chǔ)電路鬧鈴電路圖4-1 電子萬(wàn)年歷電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖4.1 系統(tǒng)核心部分閃電存儲(chǔ)型器件AT89C514.1.

9、1 AT89C51具有下列主要性能5： 8KB可改編程序Flash存儲(chǔ)器（可經(jīng)受1000次的寫(xiě)入/擦除周期） 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密1288字節(jié)內(nèi)部RAM32條可編程I/O線2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行通道片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器4.1.2 AT89C51的引腳及功能AT89C51單片機(jī)的管腳說(shuō)明如圖4-2所示。圖4-2 AT89C51的管腳(1) 主要電源引腳 VCC 電源端 GND 接地端(2) 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)

10、，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。(3) 控制或與其它電源復(fù)用引腳RST、ALE/PROG、/PSEN和/EA/VPP RST 復(fù)位輸入端。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)

11、訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）6。 /PSEN 程序存儲(chǔ)允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)AT89C51/LV51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效（既輸出2個(gè)脈沖）。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP 外部訪問(wèn)允許端。要使CPU只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），則/EA端必須保持低電平（接到GND端）。當(dāng)/EA端保持高電平（接VSS端）時(shí)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。(4) 輸入

12、/輸出引腳 P0.0 P0.7、P1.0P1.7、P2.0 P2.7 和P3.0P3.7 P0端口（P0.0 P0.7） P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL輸入，對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。P1端口（P1.0 P1.7） P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。作輸入口時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2端口 （P2.0P2.7） P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的

13、8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。P3端口（P3.0P3.7） P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能，這些特殊功能見(jiàn)表4-17。表4-1 P3端口的特殊功能 端口引腳 兼 用 功 能 P3.0RX

14、D （串行輸入口） P3.1TXD （串行輸出口） P3.2/INT0 （外部中斷0） P3.3/INT1 （外部中斷1） P3.4T0 （ 定時(shí)器0的外部輸入） P3.5T1 （定時(shí)器1的外部輸入） P3.6/WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） P3.7/RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）4.2 DS1302時(shí)鐘電路4.2.1 DS1302芯片介紹低功耗時(shí)鐘芯片DS1302可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的

15、原因的查找有重要意義8。采用DS1302作為記錄測(cè)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄，其軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，時(shí)間記錄準(zhǔn)確，既避免了連續(xù)記錄的大工作量，又避免了定時(shí)記錄的盲目性，給連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量、控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行及檢查都來(lái)了很大的方便，可廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的測(cè)控系統(tǒng)中。在測(cè)量控制系統(tǒng)中，特別是長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人職守的測(cè)控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要記錄某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時(shí)間。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的性能分析及正常運(yùn)行具有重要的意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒(méi)有具體的時(shí)間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無(wú)法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需

16、要設(shè)置中斷、查詢(xún)等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許。而在系統(tǒng)中采用DS1302則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。(1) DS1302的性能特性實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)；用于高速數(shù)據(jù)暫存的318位RAM；最少引腳的串行I/O；2.55.5V 電壓工作范圍；2.5V時(shí)耗電小于300nA；用于時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式；簡(jiǎn)單的3線接口；可選的慢速充電（至VCC1）的能力。DS1302時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信

17、息。對(duì)于小于31天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24h或帶AM（上午）/PM（下午）的12h格式。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302有主電源/后備電源雙電源引腳：VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份；VCC2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中，VCC1 連接到備份電源，以便在沒(méi)有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由VCC1或VCC2中較大者供電。當(dāng)VCC2大于VCC1+0.2V時(shí)，VCC2給DS1302供電；當(dāng)VCC2小于VCC1

18、時(shí)，DS1302由VCC1供電。(2) DS1302數(shù)據(jù)操作原理DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化，把RST腳置為高電平，然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被輸入。無(wú)論是讀周期還是寫(xiě)周期，開(kāi)始8位指定40個(gè)寄存器中哪個(gè)被訪問(wèn)到。在開(kāi)始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫(xiě)操作時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8加8，在多字節(jié)方式下為8加字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù)。圖4-3 DS1302管腳圖如果在傳送過(guò)程中置RST為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC =2.5V之前，

19、RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。DS1302的管腳圖如圖4-3所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4-4所示，表4-2為各引腳的功能。電源控制輸入移位寄存器實(shí)時(shí)時(shí)鐘命令與控制邏輯318RAM振蕩器與分頻器圖4-4 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表4-2 DS1302引腳功能表引腳號(hào)引腳名稱(chēng)功能1VCC2主電源2，3X1，X2振蕩源，外接32768HZ晶振4GND地線5RST復(fù)位/片選線6I/O串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）7SCLK串行數(shù)據(jù)輸入端8VCC1后備電源DS1302的控制字如圖4-5所示?？刂谱止?jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1；如果它為邏輯0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到DS

20、1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。位51（A4A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0）如為0，表示要進(jìn)行寫(xiě)操作；為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開(kāi)始輸入/輸出。7 6 5 4 3 2 1 01RAM CKA4A3A2A1A0RAM K圖4-5 控制字節(jié)的含義為了提高對(duì)32個(gè)地址的尋址能力（地址/命令位15邏輯1），可以把時(shí)鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時(shí)鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在時(shí)鐘/日歷寄存器中的地址931或RAM寄存器中的地址31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式中，讀或?qū)憦牡刂?的位0開(kāi)始。必須按數(shù)據(jù)傳送的

21、次序?qū)懽钕鹊?個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫(xiě)RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫(xiě)所有31字節(jié)。不管是否寫(xiě)了全部31字節(jié)，所寫(xiě)的每一字節(jié)都將傳送至RAM。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)程序如圖4-6所示。SCLKKRSTI/O571357210246046R/CA2A3A0A1R/WA41DATAI/OBYTEDATAI/OBYTE圖4-6 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)程序DS1302共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表4-3，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作。表4-3 DS1302的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字寄存器名命令字取值范圍各位內(nèi)容寫(xiě)操作讀操作76543210秒

22、寄存器80H81H00-59CH10SECSEC分鐘寄存器82H83H00-59010MINMIN小時(shí)寄存器84H85H01- 12或00-2312/24010APHRHR日期寄存器86H87H01-28,29,30,310010DATEDATE月份寄存器88H89H01-12000IOMMONTH周日寄存器8AH8BH01-0700000DAY年份寄存器8CH8DH00-9910YEARYEAR時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時(shí)鐘暫停位。當(dāng)它為1時(shí)，DS1302停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式。通常在對(duì)DS1302進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序），停止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開(kāi)始啟動(dòng)。AM-P

23、M/12-24小時(shí)方式：小時(shí)寄存器的位7定義為12或24小時(shí)方式選擇位。它為高電平時(shí)，選擇12小時(shí)方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高電平時(shí)表示PM，低電平表示AM，在24小時(shí)方式下，位5為第二個(gè)10小時(shí)位（2023h）。4.2.2 DS1302 的應(yīng)用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，也可以關(guān)閉充電功能，芯片采用32768Hz晶振。要特別說(shuō)明的是，備用電源BT1可以用電池或超級(jí)電容（10萬(wàn)F以上）。雖然DS1302在主電源掉電后耗電很小，但如果要長(zhǎng)時(shí)間保證時(shí)鐘正常，最好選用小型充電電池。如果斷電時(shí)間較短（幾小時(shí)或幾天），可以用漏電較小的

24、普通電解電容代替（100F就可以保證1小時(shí)的正常走時(shí)）9。DS1302在第一次加電后，需進(jìn)行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間及鬧鈴。DS1302的時(shí)鐘電路如圖4-3所示。圖4-7 DS1302時(shí)鐘電路4.3 存儲(chǔ)電路4.3.1 AT24C02管腳介紹AT24C0210是美國(guó)ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含2568位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（2.55.5V）、擦寫(xiě)次數(shù)多（大于10000次）、寫(xiě)入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。 AT24C02的1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。第8腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)

25、通過(guò)這條雙向I2C總線串行傳送。第6腳SCL為串行時(shí)鐘輸入線。SDA和SCL都需要和正電源間各接一個(gè)4.7K的電阻上拉。I2C總線是一種用于I2C器件之間連接的二線制總線。它通過(guò)SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時(shí)鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、LCD驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤(pán)接口。4.3.2 AT24C02的特性(1) I2C總線的基本結(jié)構(gòu)采用I2C總線標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)或I2C器件，其內(nèi)部不僅有I2C接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的模塊，通過(guò)軟件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。CPU不僅能通過(guò)指令將某個(gè)功能單元電路掛靠或

26、摘離總線，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)的既簡(jiǎn)單又靈活的擴(kuò)展與控制。(2) 雙向傳輸?shù)慕涌谔匦詡鹘y(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都各用一條線，而I2C總線則根據(jù)器件的功能通過(guò)軟件程序使其可工作于發(fā)送或接收方式。當(dāng)某個(gè)器件向總線上發(fā)送信息時(shí)，它就是發(fā)送器(也叫主器件)，而當(dāng)其從總線上接收信息時(shí)，又成為接收器(也叫從器件)。主器件用于啟動(dòng)總線上傳送數(shù)據(jù)并產(chǎn)生時(shí)鐘以開(kāi)放傳送的器件，此時(shí)任何被尋址的器件均被認(rèn)為是從器件。I2C總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定。總線上主和從(即發(fā)送和接收)的關(guān)系不是一成不變的，而是取決于此時(shí)數(shù)據(jù)傳送的方向。SDA和SCL均為

27、雙向I/O線，通過(guò)上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線都是高電平。連接總線的器件的輸出級(jí)必須是集電極或漏極開(kāi)路，以具有線“與”功能。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下為100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達(dá)400kbit/s。(3) I2C總線上的時(shí)鐘信號(hào)在I2C總線上傳送信息時(shí)的時(shí)鐘同步信號(hào)是由掛接在SCL時(shí)鐘線上的所有器件的邏輯“與”完成的。SCL線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件，一旦某個(gè)器件的時(shí)鐘信號(hào)下跳為低電平，將使SCL線一直保持低電平，使SCL線上的所有器件開(kāi)始低電平期。此時(shí)，低電平周期短的器件的時(shí)鐘由低至高的跳變并不能影響SCL線的狀態(tài)，于是這些器件

28、將進(jìn)入高電平等待的狀態(tài)。當(dāng)所有器件的時(shí)鐘信號(hào)都上跳為高電平時(shí)，低電平期結(jié)束，SCL線被釋放返回高電平，即所有的器件都同時(shí)開(kāi)始它們的高電平期。其后，第一個(gè)結(jié)束高電平期的器件又將SCL線拉成低電平。這樣就在SCL線上產(chǎn)生一個(gè)同步時(shí)鐘?？梢?jiàn)，時(shí)鐘低電平時(shí)間由時(shí)鐘低電平期最長(zhǎng)的器件確定，而時(shí)鐘高電平時(shí)間由時(shí)鐘高電平期最短的器件確定。(4) 數(shù)據(jù)的傳送在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，必須確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送的開(kāi)始和結(jié)束。當(dāng)時(shí)鐘線SCL為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線SDA由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“開(kāi)始”信號(hào)；當(dāng)SCL線為高電平時(shí)，SDA線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)椤敖Y(jié)束”信號(hào)。開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)都是由主器件產(chǎn)生。在開(kāi)始信號(hào)以后，總線即被認(rèn)為

29、處于忙狀態(tài)；在結(jié)束信號(hào)以后的一段時(shí)間內(nèi)，總線被認(rèn)為是空閑的。 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在I2C總線開(kāi)始信號(hào)后，送出的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是用來(lái)選擇從器件地址的，其中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/W)。方向位為“0”表示發(fā)送，即主器件把信息寫(xiě)到所選擇的從器件；方向位為“1”表示主器件將從從器件讀信息。開(kāi)始信號(hào)后，系統(tǒng)中的各個(gè)器件將自己的地址和主器件送到總線上的地址進(jìn)行比較，如果與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被主器件尋址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第8位(R/W)確定。在I2C總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個(gè)字節(jié)必須為8位，而且每個(gè)傳送的字節(jié)后面必須跟一個(gè)認(rèn)可位（第

30、9位），也叫應(yīng)答位（ACK）。每次都是先傳最高位，通常從器件在接收到每個(gè)字節(jié)后都會(huì)做出響應(yīng)，即釋放SCL線返回高電平，準(zhǔn)備接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件可繼續(xù)傳送。如果從器件正在處理一個(gè)實(shí)時(shí)事件而不能接收數(shù)據(jù)時(shí)（例如正在處理一個(gè)內(nèi)部中斷，在這個(gè)中斷處理完之前就不能接收I2C總線上的數(shù)據(jù)字節(jié)），可以使時(shí)鐘SCL線保持低電平，從器件必須使SDA保持高電平，此時(shí)主器件產(chǎn)生1個(gè)結(jié)束信號(hào)，使傳送異常結(jié)束，迫使主器件處于等待狀態(tài)。當(dāng)從器件處理完畢時(shí)將釋放SCL線，主器件繼續(xù)傳送。 當(dāng)主器件發(fā)送完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，接著發(fā)出對(duì)應(yīng)于SCL線上的一個(gè)時(shí)鐘（ACK）認(rèn)可位，在此時(shí)鐘內(nèi)主器件釋放SDA線，一個(gè)字節(jié)傳送結(jié)束

31、，而從器件的響應(yīng)信號(hào)將SDA線拉成低電平，使SDA在該時(shí)鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。從器件的響應(yīng)信號(hào)結(jié)束后，SDA線返回高電平，進(jìn)入下一個(gè)傳送周期。(5) 總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁總線上可能掛接有多個(gè)器件，有時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線的情況。例如，多單片機(jī)系統(tǒng)中，可能在某一時(shí)刻有兩個(gè)單片機(jī)要同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，這種情況叫做總線競(jìng)爭(zhēng)。I2C總線具有多主控能力，可以對(duì)發(fā)生在SDA線上的總線競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，而另一個(gè)主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時(shí)SDA總線電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出級(jí)。總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁是在兩個(gè)層次上

32、進(jìn)行的。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個(gè)從器件，則進(jìn)入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競(jìng)爭(zhēng)仲裁的可靠性。由于是利用I2C總線上的信息進(jìn)行仲裁，因此不會(huì)造成信息的丟失。24C02與單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，如圖4-8所示。A0，A1，A2為器件地址線，WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，SCL，SDA為二線串行接口，符合I2C總線協(xié)議。圖4-8 24C02存儲(chǔ)電路4.4 液晶顯示電路顯示器部分是由HD61202液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器和HY12864液晶顯示器組成的，下面我們對(duì)其分別進(jìn)行介紹。4.4.1 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的特點(diǎn)HD61202液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器是一種帶有驅(qū)動(dòng)輸出的圖形液晶顯示控制器，它可直接與

33、8位微處理器相連，它可與HD61203配合對(duì)液晶屏進(jìn)行行、列驅(qū)動(dòng)。HD61202是一種帶有列驅(qū)動(dòng)輸出的液晶顯示控制器，它可與行驅(qū)動(dòng)器HD61203配合使用，組成液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)12。(1) 內(nèi)藏6464=4096位顯示RAM，RAM中每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)LCD屏上一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)；(2) HD61202是列驅(qū)動(dòng)器，具有64路列驅(qū)動(dòng)輸出；(3) HD61202讀、寫(xiě)操作時(shí)序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68系列微處理器接口相連；(4) HD61202的占空比為1/321/64。4.4.2 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的引腳功能HD61202的引腳功能如下表4-4所示。表4-4 HD61

34、202的引腳功能引腳符號(hào)狀態(tài)引腳名稱(chēng)功能CS1,CS2,CS3輸入芯片片選端CS1和CS2低電平選通，CS3高電平選通。E輸入讀寫(xiě)使能信號(hào)在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存（寫(xiě)）入HD61202；在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出R/W輸入讀寫(xiě)選擇信號(hào)R/W=1為讀選通，R/W=0為寫(xiě)選通RS輸入數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào)RS=1為數(shù)據(jù)操作 RS=0為寫(xiě)指令或讀狀態(tài)DB0-DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線RST輸入復(fù)位信號(hào)復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，RST可跟MPU相連，由MPU控制；也可直接接VDD，使之不起作用。4.4.3 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器HD61202的指令系統(tǒng)HD61202的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，總共只有七種

35、?，F(xiàn)分別介紹如下。 (1) 顯示開(kāi)/關(guān)指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0當(dāng)DBO=1時(shí)，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DBO=0時(shí)，關(guān)閉顯示。(2) 顯示起始行（ROW）設(shè)置指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 1 顯示起始行（0-63）該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號(hào)，有規(guī)律的改變顯示起始行，可以使LCD實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。(3) 頁(yè)(PAGE)置指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0

36、1 1 1頁(yè)號(hào)（0-7）顯示RAM共64行，分8頁(yè)，每頁(yè)8行。(4) 列地址（Y Address）設(shè)置指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址（0-63）設(shè)置了頁(yè)地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個(gè)單元，這樣MPU就可以用讀、寫(xiě)指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫(xiě)進(jìn)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。(5) 讀狀態(tài)指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 0該指令用來(lái)查詢(xún)HD61202的狀態(tài)，各參量含義如下：BUSY：1-內(nèi)部在工作 0-正常狀態(tài)ON/

37、OFF：1-顯示關(guān)閉 0-顯示打開(kāi)REST： 1-復(fù)位狀態(tài) 0-正常狀態(tài)在BUSY和REST狀態(tài)時(shí)，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對(duì)HD61202產(chǎn)生作用。在對(duì)HD61202操作之前要查詢(xún)BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對(duì)HD61202進(jìn)行操作。(6) 寫(xiě)數(shù)據(jù)指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 寫(xiě) 數(shù) 據(jù)(7) 讀數(shù)據(jù)指令R/W RSDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 讀 顯 示 數(shù) 據(jù)讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫(xiě)操作，列地址就自動(dòng)增一，必須注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會(huì)讀出所要

38、讀的單元中的數(shù)據(jù)。4.4.4 HY-12864的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HY-12864是使用HD61202作為列驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用HD61203作為行驅(qū)動(dòng)器的液晶模塊。由于HD61203不與MPU發(fā)生聯(lián)系，只要提供電源就能產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和各種同步信號(hào)，比較簡(jiǎn)單，因此這就不做介紹了。下面主要介紹以下HY-12864這個(gè)模塊的邏輯電路圖。HY-12864共有兩片HD61202和一片HD61203，如下圖4-9所示。圖4-9 HY-12864的邏輯電路圖在HY-12864中，兩片HD61202的ADC均接高電平，RST也接高電平，這樣在使用HY-12864時(shí)就不必再考慮這兩個(gè)引腳的作用。/CSA跟HD61202

39、（1）的/CS1相連；/CSB跟HD61202（2）的CS1相連，因此/CSA、/CSB選通組合信號(hào)為/CSA，/CSB=01選通（1），/CSA，/CSB=10選通（2）。對(duì)于HY-12864，只要供給VDD、VSS和V0即可，HD61202和HD61203所需的電源將由模塊內(nèi)部電路在VDD和V0、VSS的作用下產(chǎn)生。4.4.5 HY-12864的應(yīng)用以下內(nèi)容為以單片機(jī)8031為例機(jī)的接口電路，電路原理圖如圖4-10所示?？刂齐娐窞橹苯釉L問(wèn)方式的接口電路。圖4-10 8031與液晶的接口電路根據(jù)以上電路原理圖中液晶的各引腳與單片機(jī)的接法，可得本設(shè)計(jì)的液晶模塊電路如圖4-11所示。VSS接地；

40、數(shù)字電源VDD接5V；對(duì)比度控制電壓V0接電位器，可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器調(diào)整液晶亮度；數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào)RS接單片機(jī)P2.0口；讀寫(xiě)選擇信號(hào)R/W接單片機(jī)P2.1口；單片機(jī)讀、寫(xiě)選通信號(hào)/RD、/WR通過(guò)與非門(mén)接液晶的讀寫(xiě)使能信號(hào)E；DB0DB7分別接單片機(jī)的P0.0P0.7口；芯片1、芯片2的片選分別接單片機(jī)的P2.2、P2.3口；復(fù)位端RST、背光正電源LEDA接5V；液晶驅(qū)動(dòng)電壓VEE、背光負(fù)電源LEDK接地。圖4-11 液晶模塊電路4.5 鍵盤(pán)電路本設(shè)計(jì)共采用按鍵3個(gè)，分別與單片機(jī)的P1.7、P1.6、P1.5口相連，分別對(duì)應(yīng)光標(biāo)移動(dòng)，時(shí)間、日期調(diào)整，退出、鬧鈴開(kāi)關(guān)鍵的功能。與單片機(jī)的接法可

41、參照附錄1電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)電路原理圖。4.6 鬧鈴電路當(dāng)鬧鈴顯示“關(guān)”時(shí)，鬧鈴不起作用；當(dāng)鬧鈴顯示“開(kāi)”時(shí)，設(shè)定鬧鈴時(shí)間，鬧鈴時(shí)間只可設(shè)定時(shí)和分，當(dāng)前時(shí)間不斷與設(shè)定的鬧鈴時(shí)間比較，不相等時(shí)不產(chǎn)生任何現(xiàn)象，一旦相等，P3.5輸出一個(gè)高電平使三極管導(dǎo)通，從而使蜂鳴器工作，鬧鈴起作用。鬧鈴電路如圖4-12所示。圖4-12 鬧鈴電路5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)5.1 陽(yáng)歷程序的設(shè)計(jì)因?yàn)槭褂昧藭r(shí)鐘芯片DS1302，陽(yáng)歷程序只需從DS1302各寄存器中讀出年、周、月、日、小時(shí)、分、秒等數(shù)據(jù)，再處理即可。在首次對(duì)DS1302進(jìn)行操作之前，必須對(duì)它進(jìn)行初始化，然后從DS1302中讀出數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)處理后，送給顯示緩沖單元。

42、陽(yáng)歷程序流程圖見(jiàn)圖5-1所示。 開(kāi) 始初始化DS1302讀24C021302開(kāi)始振蕩從1302中讀出年、周、月、日、小時(shí)、分、秒將BCD碼高低位分離，送顯示緩沖單元圖5-1 陽(yáng)歷程序流程圖5.2 時(shí)間調(diào)整程序設(shè)計(jì)調(diào)整時(shí)間用三個(gè)調(diào)整按鈕，一個(gè)作為移位、控制用，一個(gè)作為加用，一個(gè)作為退出調(diào)整和鬧鈴開(kāi)關(guān)用。分別定義為控制按鈕、加按鈕、退出按鈕。在調(diào)整時(shí)間過(guò)程中，要調(diào)整的位與別的位應(yīng)該有區(qū)別，所以增加了閃爍功能，即調(diào)整的位一直在閃爍，直到調(diào)整下一位。閃爍原理就是，讓要調(diào)整的一位每隔一定的時(shí)間熄滅一次，例如間隔時(shí)間為50ms。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到50ms溢出時(shí)，就送給該位熄滅符，在下一次溢出時(shí)，再送正

43、常顯示的值，不斷交替，直到調(diào)整該位結(jié)束。此時(shí)送正常顯示值給該位，再進(jìn)入下一位調(diào)整閃爍程序。時(shí)間調(diào)整程序流程圖如圖5-2所示?？刂奇I有效，進(jìn)入年調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效年加1控制鍵有效，進(jìn)入月調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入日調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入星期調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入時(shí)調(diào)整程序控制鍵有效，進(jìn)入分調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效月加1等待按鍵程序加鍵有效日加1等待按鍵程序加鍵有效星期加1等待按鍵程序加鍵有效小時(shí)加1等待按鍵程序加鍵有效分加1控制鍵有效，跳出時(shí)間調(diào)整程序，進(jìn)入主循環(huán)程序圖5-2 時(shí)間調(diào)整程序流程圖5.3 陰歷程序設(shè)計(jì)陰歷程序的實(shí)現(xiàn)是要靠陽(yáng)歷日期來(lái)推算的。要根據(jù)陽(yáng)歷來(lái)推算陰歷日期，首

44、先要設(shè)計(jì)算法。推算方法是，根據(jù)陽(yáng)歷當(dāng)前日期在一年中的天數(shù)來(lái)計(jì)算陰歷日期。陽(yáng)歷一個(gè)月不是30天就是31天（2月除外，閏年2月為29天，平年2月為28天）。陰歷一年有12個(gè)月或13個(gè)月（含閏月），一個(gè)月為30天或29天。如果把一個(gè)只有29天的月稱(chēng)為小月，用1為標(biāo)志，把30天的月稱(chēng)為大月，用0為標(biāo)志，那么12位二進(jìn)制就能表示一年12個(gè)月的大小。如果有閏月，則把閏月的月份作為一個(gè)字節(jié)的高4位，低4位表示閏月大小，大月為0，小月為1，這樣一個(gè)字節(jié)就包括了所有閏月的信息。陰歷春節(jié)和陽(yáng)歷元旦相差的天數(shù)也用一個(gè)字節(jié)表示?？偣灿?字節(jié)就可以存儲(chǔ)一年中任何一天陽(yáng)歷和陰歷的對(duì)應(yīng)關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)，例如2004年的陰歷和

45、陽(yáng)歷對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5-1所示。表5-1 2004年的陰歷和陽(yáng)歷對(duì)應(yīng)關(guān)系表月份123456789101112閏2月大小小大大大小大小大小大小大小二進(jìn)制1000101010101天數(shù) 293030302930293029302930十六進(jìn)制4252212004年的春節(jié)和元旦差21天，這樣2004年的信息表示為：21，42H，51H，21H。其中表示12個(gè)月大小信息的字節(jié)，第4位和第7位不用，第1個(gè)字節(jié)為十進(jìn)制，其它的都為十六進(jìn)制。按此方法，50年的陽(yáng)歷和陰歷對(duì)應(yīng)關(guān)系表總共使用200字節(jié)。有了算法和數(shù)據(jù)以后，就可以設(shè)計(jì)軟件了。先要根據(jù)當(dāng)前陽(yáng)歷的日期，算出陽(yáng)歷為該年中的第幾天。圖5-3為計(jì)算陽(yáng)歷中任何一

46、天在該年中為第幾天的程序流程圖。置陽(yáng)歷總天數(shù)為0當(dāng)前月為1月？總天數(shù)中加入該月天數(shù)月數(shù)加1與當(dāng)前月同？總天數(shù)中加入號(hào)數(shù)當(dāng)前號(hào)數(shù)是總天數(shù)計(jì)算陽(yáng)歷天數(shù)結(jié)束，總天數(shù)中的數(shù)據(jù)為當(dāng)前日期在陽(yáng)歷年中為第幾天YNNY圖5-3 計(jì)算陽(yáng)歷天數(shù)程序流程圖計(jì)算出當(dāng)前陽(yáng)歷日期為該年中的第幾天后，再減去陽(yáng)歷該年春節(jié)和元旦的日差，如果夠減，則相減的結(jié)果就是陰歷在該年中的總第幾天了。根據(jù)該數(shù)據(jù)就可以推算出具體的當(dāng)前陰歷日期；如果不夠減，則表示當(dāng)前陰歷年為陽(yáng)歷年的前一年。這種情況下，根據(jù)實(shí)際，當(dāng)前陰歷日期會(huì)處于陰歷11月或12月，此時(shí)春節(jié)和元旦的日差減去前面計(jì)算出的當(dāng)前陽(yáng)歷日期在陽(yáng)歷年為第幾天的數(shù)據(jù)，其結(jié)果表示當(dāng)前陰歷日期離

47、春節(jié)的天數(shù)。計(jì)算出的陽(yáng)歷天數(shù)為該年的第幾天，存放在寄存器R2和R3中。計(jì)算出天數(shù)后，如果大于#FFH，則把#FFH存放在R2中，余值存放在R3中。也就是說(shuō)在用寄存器R2和R3表示的天數(shù)信息中，R2充當(dāng)主寄存器，數(shù)據(jù)先存滿(mǎn)R2，再存R3。在整個(gè)轉(zhuǎn)換程序中，這里面的數(shù)據(jù)不能被覆蓋。計(jì)算出陽(yáng)歷總天數(shù)后，就可以根據(jù)它來(lái)推算陰歷日期。推算方法是，先用總天數(shù)減去春節(jié)和元旦的日差，如果結(jié)果為1，則該天正好是春節(jié)（因?yàn)榇汗?jié)在元旦之后，在計(jì)算春節(jié)和元旦的日差時(shí)，假設(shè)元旦為0天，春節(jié)為n天，則日差為n。而前面計(jì)算的陽(yáng)歷總天數(shù)是該天在該年中的第幾天，是以元旦為1而得到的，與計(jì)算春節(jié)和元旦日差的這樣方法相比，其數(shù)值少

48、了1，所以要在原來(lái)本應(yīng)該以0作為該天就是春節(jié)的依據(jù)的基礎(chǔ)上加1，所以以1作為該天是春節(jié)的標(biāo)志）；如果結(jié)果小于1，則陰歷應(yīng)該是陽(yáng)歷的前一年；如果結(jié)果大于1，說(shuō)明陽(yáng)歷和陰歷為同一年。再根據(jù)查表所得的該年的陰歷的閏年和大小月的信息，就可以推算出該天的陰歷日期了。圖5-4為由總天數(shù)推算出陰歷日期的程序流程圖。程序入口R2減1個(gè)月天數(shù) 夠減？下個(gè)月為閏月？減去閏月天數(shù)月加1月份為當(dāng)前正在減的月份的前一個(gè)月的最后一天月份為當(dāng)前正在減的月份，號(hào)數(shù)為R2中的值R2=0？R3=0？R2=R2+R3R3=0YYYYNNNN圖5-4 推算陰歷日期的程序流程圖6 測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)完成后，給系統(tǒng)上電，液晶顯示屏顯示結(jié)果如圖

49、6-1所示。天津工程師范學(xué)院通信0202班劉敏畢業(yè)設(shè)計(jì)SOLAR 2000/01/01LUNAR 2095/11/2500:00:00 SUN 鬧鈴 關(guān)閏月 00:00滾動(dòng)顯示圖6-1 液晶顯示屏的顯示結(jié)果調(diào)節(jié)10K電位器R4可調(diào)整液晶顯示屏的亮度。調(diào)整到合適亮度后，按控制按鈕，光標(biāo)會(huì)從陽(yáng)歷年位開(kāi)始閃爍，進(jìn)入設(shè)定調(diào)整狀態(tài)。此時(shí)按加按鈕，當(dāng)前數(shù)字就可改變。按一次，數(shù)字加1；若長(zhǎng)按，則數(shù)字連續(xù)加。此時(shí)，調(diào)整的位一直在閃爍，直到再次按光標(biāo)移動(dòng)控制位，光標(biāo)跳到下一位閃爍。調(diào)整順序依次為：陽(yáng)歷年、月、日，陰歷年、月、日，時(shí)、分、秒，鬧鈴時(shí)、分。當(dāng)全部參數(shù)調(diào)整完畢后，按退出按鈕，光標(biāo)停止閃爍，退出設(shè)定調(diào)整

50、狀態(tài)；當(dāng)再次按下此按鈕，鬧鈴顯示“開(kāi)”；當(dāng)?shù)谌伟聪麓随I，鬧鈴顯示“關(guān)”。若當(dāng)前月為閏月，則屏幕左下角會(huì)顯示“閏月”；若不是閏月，則無(wú)顯示。調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試主要是檢測(cè)硬件電路是否有短路、斷路、虛焊等。DS1302的硬件電路很簡(jiǎn)單，只通過(guò)3根線與單片機(jī)相連，很容易檢測(cè)，主要是檢查其引腳，如晶振和電源等是否接好。另外可以通過(guò)軟件來(lái)調(diào)試硬件，如為了測(cè)試顯示電路連接是否正確，可以編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的顯示程序來(lái)測(cè)試它。接下來(lái)可進(jìn)行軟件調(diào)試，可以編寫(xiě)只含DS1302的計(jì)時(shí)和讀寫(xiě)程序、顯示程序，測(cè)試DS1302是否正常工作。最后調(diào)試時(shí)間調(diào)整程序和陰歷推算程序。計(jì)時(shí)器最關(guān)鍵的是計(jì)時(shí)的精度。電子萬(wàn)

51、年歷中DS1302電路使用專(zhuān)用的晶振，經(jīng)測(cè)試制作的電子萬(wàn)年歷，一星期快了3s左右，誤差較大，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可換用標(biāo)準(zhǔn)晶振或用軟件進(jìn)行修正。7 結(jié)論本設(shè)計(jì)硬件電路較簡(jiǎn)單，所用器件較少，電路中使用了AT89C51單片機(jī)、DS1302時(shí)鐘芯片、24C02FLASH存儲(chǔ)器和HY-12864液晶顯示器等主要芯片,實(shí)現(xiàn)了預(yù)計(jì)功能。在對(duì)芯片的管腳功能和用法有充分的了解后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)硬件電路，包括單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路、鍵盤(pán)掃描電路、顯示電路和鬧鈴電路。然后通過(guò)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、閏年和陰歷的自動(dòng)調(diào)整，用按鍵進(jìn)行控制，用液晶模塊進(jìn)行顯示，并具有鬧鈴功能。電子萬(wàn)年歷可以正