利用單片機(jī)制作簡(jiǎn)單萬年歷

1、國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定（國家職業(yè)資格二級(jí)）家用電子產(chǎn)品維修工論文題目：利用單片機(jī)制作簡(jiǎn)單萬年歷編號(hào)： 13利用單片機(jī)制作簡(jiǎn)單萬年歷摘要：隨著時(shí)代科技的發(fā)展，從擺鐘到電子時(shí)鐘，時(shí)代在進(jìn)步，科技在不斷地創(chuàng)新，本文設(shè)計(jì)是基于51系列的單片機(jī)進(jìn)行的電子萬年歷設(shè)計(jì)，可以顯示年月日時(shí)分秒及周信息，具有可調(diào)整日期和時(shí)間功能。在硬件設(shè)計(jì)方面，該電路采用AT89C52單片機(jī)作為核心，功耗小，計(jì)時(shí)模塊采用DS1302d時(shí)鐘電路，它的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，誤差小，在顯示方面，采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見；在軟件設(shè)計(jì)方面，應(yīng)用c語言編寫程序，它可以對(duì)年、月、日、周

2、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。在設(shè)計(jì)同時(shí)對(duì)單片機(jī)的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)行了很好的實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：AT89C52 DS1302 LCD1602目 錄1、前言42、方案設(shè)計(jì)42.21 主控模塊設(shè)計(jì)52.22 時(shí)鐘電路模塊設(shè)計(jì)62.23 按鍵電路模塊設(shè)計(jì)62.24 顯示模塊設(shè)計(jì)72.31 主程序設(shè)計(jì)72.32 LCD1602顯示軟件設(shè)計(jì)82.33 按鍵程序設(shè)計(jì)92.34 DS1302時(shí)鐘程序模塊設(shè)計(jì)93、測(cè)試與結(jié)果分析104、軟件仿真105、結(jié)束語11參考文獻(xiàn)131、前言據(jù)了解，目前市場(chǎng)上的電子萬年歷并不是采用51單片機(jī)作為主控制器的，基于單片機(jī)的萬年歷一般是學(xué)生和單片機(jī)愛好

3、者在進(jìn)行設(shè)計(jì)，談不上占有市場(chǎng)。也許就是這樣，研究單片機(jī)萬年歷的人不在少數(shù)，并且都在努力。努力不是單方面的，單片機(jī)的功能也應(yīng)該要提高，STC89C52單片機(jī)就是這樣的例子，其功能雖然沒有大幅度提高，但使用起來更方便了。我相信，在不久的將來肯定會(huì)有功能更強(qiáng)大成本更低的單片機(jī)出現(xiàn)，給我們的設(shè)計(jì)帶來更多的便利。本設(shè)計(jì)采用的是AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)采用的MCU51內(nèi)核，因此具有很好的兼容性，內(nèi)部帶有8KB的ROM，能夠存儲(chǔ)大量的程序，最突出特點(diǎn)是具有ISP在系統(tǒng)燒寫功能，使得燒寫程序更加方便。計(jì)時(shí)芯片采用DALLAS公司的涓細(xì)充電時(shí)鐘芯片DS1302，該芯片通過簡(jiǎn)單的串行通信與單片機(jī)進(jìn)行通信，時(shí)

4、鐘/日歷電路能夠?qū)崟r(shí)提供年、月、日、時(shí)分、秒信息，采用雙電源供電，當(dāng)外部電源掉電時(shí)能夠利用后備電池準(zhǔn)確計(jì)時(shí)?？傮w來說，本設(shè)計(jì)成本消耗不高，功能設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。2、方案設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為主控模塊、時(shí)鐘電路模塊、顯示模塊等子模塊。軟件方面可劃分為：液晶顯示程序、時(shí)鐘調(diào)節(jié)程序、按鍵控制程序等管理軟件組成。用戶終端對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。它們之間的構(gòu)成框圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。89c51主控模塊按鍵模塊顯示模塊時(shí)鐘模塊圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2.2 系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計(jì)2.21 主控模塊設(shè)計(jì)AT89S52單片機(jī)為40引腳

5、雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖2所示,18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)2.22 時(shí)鐘電路模塊設(shè)計(jì)DS1302的引腳排列如圖3所示，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于V

6、cc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.KHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RSTS置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電動(dòng)行時(shí)，在Vcc大于等于2.5V之前，RST必須保持低電平。中有在SCLK 為低電平時(shí)，才能將R

7、ST置為高電平，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向）。SCLK始終是輸入端。圖3 時(shí)鐘電路2.23 按鍵電路模塊設(shè)計(jì)鍵盤是一種最常用的輸入設(shè)備,它是一組按鍵的集合，從功能上可分為數(shù)字鍵和功能鍵兩種，作用是輸入數(shù)據(jù)與命令，查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話。本文用到鍵盤的軟件方法:是指編制一段時(shí)間大于100ms的延時(shí)程序，在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行這段延時(shí)子程序使鍵的前沿抖動(dòng)消失后再檢測(cè)該鍵狀態(tài)，如果該鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)為該鍵已穩(wěn)定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。同理，在檢測(cè)到按鍵釋放后，也同樣要延遲一段時(shí)間，以消除后沿抖動(dòng)，然后轉(zhuǎn)入對(duì)該按鍵的處理。如圖4所示。圖4

8、按鍵電路2.24 顯示模塊設(shè)計(jì)液晶顯示原理是將液晶置于兩片導(dǎo)電玻璃之間，靠?jī)蓚€(gè)電極間電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭曲向列的電場(chǎng)效應(yīng)，以控制光源透射或遮蔽功能，在電源關(guān)開之間產(chǎn)生明暗而將影像顯示出來，若加上彩色濾光片，則可顯示彩色影像。LCD1602電路如下圖5所示。圖5 液晶電路圖2.3 系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計(jì)2.31 主程序設(shè)計(jì)本程序設(shè)計(jì)與平時(shí)編寫程序步驟相同，不過需要添加DS1302、LCD1602的頭文件，之后在設(shè)定延遲函數(shù)的延遲時(shí)間，再設(shè)置外部中斷初始化、顯示函數(shù)初始化，最后在程序最后加入中斷請(qǐng)求服務(wù)函數(shù)。程序流程圖如圖6所示。開始初始化讀日期、時(shí)間學(xué)日期、時(shí)間顯示子程序開關(guān)控制子程序日期修改

9、子程序返回顯示結(jié)果圖6 程序流程圖2.32 LCD1602顯示軟件設(shè)計(jì)經(jīng)過ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的電壓值數(shù)字量，在單片機(jī)的P1口輸入，單片機(jī)處理后在P0口由LCD1602顯示出來該被測(cè)電壓的值，在設(shè)置LCD1602時(shí)，定義數(shù)組以顯示屏里的字母以及輸出電源的數(shù)值，以下為L(zhǎng)CD1602的部分偽代碼，如圖7所示。圖7 液晶1602部分偽代碼2.33 按鍵程序設(shè)計(jì)采用查詢法時(shí)，必須保證CPU每隔一定時(shí)間主動(dòng)地去掃描按鍵一次，該掃描時(shí)間間隔應(yīng)小于兩次按鍵的時(shí)間間隔，否則會(huì)有按鍵不響應(yīng)的情形查詢檢測(cè)是否有鍵按下，如有鍵閉合，則消除抖動(dòng)，再判斷鍵號(hào)，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。為了避免抖動(dòng)干擾需要對(duì)程序進(jìn)行以

10、下的編排，其原理流程圖如圖8所示。圖8 按鍵流程圖2.34 DS1302時(shí)鐘程序模塊設(shè)計(jì)DS1302和單片機(jī)的連接很簡(jiǎn)單。只需一根復(fù)位線，一根時(shí)鐘線，一根數(shù)據(jù)線即可。同時(shí)它本身還需要接一個(gè)32.768KHz的晶振來提供時(shí)鐘源。對(duì)于晶振的兩端可以分別接一個(gè)6PF左右的電容以提高晶振的精確度。同時(shí)可以在第8腳接上一個(gè)3.6V的可充電的電池。對(duì)于這些器件的操作基本上按照數(shù)據(jù)手冊(cè)上面提供的時(shí)序圖和相關(guān)命令字來進(jìn)行操作就可以了。部分程序如圖9所示。圖9 DS1302程序3、測(cè)試與結(jié)果分析首先熟悉各個(gè)元器件的性能和引腳排列情況，并認(rèn)真檢查各個(gè)元器件是否好的，然后依據(jù)原理圖在板上把硬件電路連接起來，接著開始

11、調(diào)試。首先用電壓表對(duì)整個(gè)模擬電路分塊測(cè)試，看是否有短接和斷接起來，如果沒有則分模塊進(jìn)行電壓值測(cè)試并與理論值相比，如果相差不大就表示這個(gè)模塊連接正確，接著繼續(xù)下一個(gè)模塊的檢測(cè)，直到整個(gè)電路檢測(cè)完畢。如果測(cè)試值與理論值相比相差較大，則說明這個(gè)模塊的電路有問題，這時(shí)候就要一步步檢查，直到測(cè)試值與理論值基本相符，即電路連接正確。4、軟件仿真包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。運(yùn)行Proteus程序后，進(jìn)入軟件的主界面。通過左側(cè)工具欄中的P(從庫中選擇元件命令)命令，在Pick Devices

12、 左側(cè)窗口中選擇所需元件的關(guān)鍵字，然后放置元件并調(diào)整方向和位置以及參數(shù)設(shè)置，最后進(jìn)行連線。整體仿真電路圖如圖10所示。圖10 整體電路圖Proteus ISIS的工作界面，如圖11所示。圖11 液晶顯示5、結(jié)束語制作這次課程設(shè)計(jì)一切都是從零開始，從最簡(jiǎn)單的畫流程圖起步，這次課程設(shè)計(jì)可以圓滿完成，跟單片機(jī)課程里面的課外作業(yè)是離不開的。這次課程設(shè)計(jì)從開始到制作成功前后超過了一個(gè)星期。當(dāng)電子萬年歷可以成功實(shí)現(xiàn)時(shí)，那種激動(dòng)和喜悅只有自己可以體會(huì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識(shí)。較好的完成了設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的目的，完了最初的設(shè)想。對(duì)電路的設(shè)計(jì)、布局要先有一個(gè)好的構(gòu)思，才顯得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考，和同學(xué)討論，理清了思路，反而得心應(yīng)手。在此次設(shè)計(jì)中，我要感謝本專業(yè)的老師們精心教導(dǎo)，才能學(xué)到了這么多東西，這是最重要的?？傊?，此次課設(shè)使我的能力得到了