畢業(yè)設(shè)計（論文）基于at89s52單片機的數(shù)字萬年歷設(shè)計

1、摘要 在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常親密的關(guān)系，每個人都收到時間的影響，為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。隨著社會、科技的發(fā)展，人類得知時間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測時間的同時能夠了解其他與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期和溫度于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。該電子萬年歷主要采用AT89S52單片機作為主控核心，由DS1302時鐘芯片提供時鐘、LED動態(tài)掃描顯示屏顯示，AT89S

2、52單片機具有功耗小，片內(nèi)ROM全都采用FlashROM：能以3V的超低電壓工作，同時也與MCS-51系列單片機完全兼容，該芯片內(nèi)部存儲器為8KB ROM存儲空間，同時具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片進行多次插拔，所以不會對芯片造成損壞。DS1302時鐘芯片是美國DALLAS公司推出的具有涓流電流充電功能的低功耗實時時鐘芯片，它可以對年、月、日等進行計時，還有閏年補償?shù)裙δ?，而且使用壽命長，誤差小，數(shù)字顯示是采用的LCD液晶顯示，可以同時顯示各種需要的信息。此外，該電子萬年歷還具有時間校準等功能

3、。關(guān)鍵字：時鐘電路時鐘芯片DS1302 LCD液晶顯示單片機AT89S52目 錄摘 要 第一章 緒論11.1 選題背景11.2 系統(tǒng)目標11.3 設(shè)計意義1第二章 系統(tǒng)分析32.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)32.2 系統(tǒng)功能分析3第三章 總體設(shè)計與詳細設(shè)計5 總體設(shè)計55第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)7第五章 調(diào)試與測試9總結(jié)與心得10附錄：1 源代碼112 參考文獻19第一章 緒論1.1選題背景：在社會迅速發(fā)展的今天，單片機的的運用已經(jīng)滲透到我們生活的每個角落，也似乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的足跡。智能儀表、醫(yī)療器械，導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，智能監(jiān)控、通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能

4、IC 卡，汽車的安全保障系統(tǒng)，動控制領(lǐng)域的機器人，數(shù)碼像機、電視機、全自動洗衣機的控制， 機以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 所以，單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將對于現(xiàn)代社會的發(fā)展，經(jīng)濟的繁榮，和提高滿足人類日益增長的物質(zhì)文化需求有著至關(guān)重要的作用。也成就了一批又一智能化控制的工程師和科學(xué)家?？萍荚桨l(fā)達，智能化的東西就越多。學(xué)習(xí)單片機是社會發(fā)展的必然需求，也是我們現(xiàn)代高級技工所必須要掌握的技能。.1單片機的簡介:微型計算機（Single Chip Microcomputer） 微型計算機的主要特點：CPU集成于一個芯片中。 單片機（Micro Controller Unit）是把組

5、成微型計算機的各功能部件：CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器、中斷控制器、并行和串行接口均集成在一個芯片中。其一個芯片就構(gòu)成了一個比較完整的計算機系統(tǒng)。微型計算機與單片機是微電子領(lǐng)域的兩個分支。微型計算機的特點是運算速度快、存儲容量大，適合于信息管理、科學(xué)計算等領(lǐng)域；而單片機的特點為體積小、價格低，適合于儀器、設(shè)備的控制，常常嵌入到儀器、設(shè)備中。故單片機也稱作微控制器（Microcontroller）。單片機的生產(chǎn)與發(fā)展（1）.單片機的生產(chǎn)：目前世界上單片機的生產(chǎn)公司有上百家，如Intel、Philips、Microchip、Motorola、Siemens、NEC、AMD、Zilog、TI

6、、Atmel等。但在國內(nèi)廣泛應(yīng)用的只有Intel 系列和Microchip PIC系列，（2）.單片機的發(fā)展：第1階段（19761980）：單片機發(fā)展初級階段。集成了8位CPU、RAM、ROM、定時器、并行口（無串行口）等部件，但性能低，尋址范圍?。?KB），中斷系統(tǒng)、定時器也簡單。典型機型：Intel MCS-48系列。 第2階段（19801983）：高性能單片機階段。此階段的單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)，多個16位定時/計數(shù)器，片內(nèi)ROM、RAM的容量加大，尋址范圍達64KB。典型機型：Intel MCS-51系列。第3階段（198380年代末）：16位單片機和高性能8位機并行

7、發(fā)展階段。此階段Intel推出16位單片機MCS-96系列，其他公司也推出了各種16位單片機。同時高性能8位單片機的性能更為完善。第4階段（90年代）：單片機在集成度、功能、速度、可靠性等方面全面發(fā)展，如采用Flash ROM，加入了一些特殊功能部件（AD轉(zhuǎn)換器，PWM輸出，監(jiān)視定時器WDT，DMA，調(diào)制解調(diào)器，通信控制器，浮點運算單元等）。至今，單片機的性能已比較完善，且專業(yè)化的特點很強，為各種應(yīng)用提供了很大的方便。1.1.2單片機的應(yīng)用單片機由于體積小，價格低，功耗低、控制功能強且控制邏輯可由軟件來實現(xiàn)，因此可以很方便地完成由一般數(shù)字電路很難實現(xiàn)的控制邏輯。所以在測控系統(tǒng)，智能儀表，機電一

8、體化產(chǎn)品，智能接口，智能民用產(chǎn)品，機器人等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用（如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量）只需結(jié)合不同類型的傳感器即可控制，使得儀表達到數(shù)字化。智能化、微型化（示波器）。2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用（如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等）多用于構(gòu)成多樣的控制系統(tǒng)，數(shù)字采集系統(tǒng)。設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。3.在家

9、用電器中的應(yīng)用（洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、及其他音響視頻器材，電子秤量設(shè)備等）極大的方便了我們的生活。4.在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用（ ， 機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、集群移動通信，無線電對講機等）利用單片機的通訊接口可以方便的與計算機進行數(shù)據(jù)通，為在計算機網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備間的應(yīng)用提供了很好的物質(zhì)條件。7.單片機在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用（如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等）此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。8多機應(yīng)用利用單片機的串行接口和并行接口

10、，多個單片機子系統(tǒng)可以彼此進行通信，構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)?？梢詷?gòu)成一個集散式的控制系統(tǒng)，從而控制和處理大量的控制對象和信息，且可以通過并行運算方式來提高處理速度?？傊趩纹瑱C系統(tǒng)中，單片機是作為控制中樞，數(shù)字電路器件是作為外圍電路，二者是相輔相成的。1.單片機的發(fā)展趨勢 目前，為了適應(yīng)各種嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需求，單片機將向著高集成度、增強工能。提高速度、降低成本和功耗等方向發(fā)展。這組要表現(xiàn)在以下幾個方面。 1處理性能的增強：單片機的處理性能取決于其內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度、指令執(zhí)行速度、片內(nèi)存儲器容量等指標。近幾年發(fā)展起來的16位和32位單片機就體現(xiàn)了這個發(fā)展趨勢。 2增強功能：未來單片機的增強功能主要在網(wǎng)絡(luò)功

11、能。A/D和D/A功能、ISP功能、DMA功能、顯示器驅(qū)動等方面另外為了能有效地保護嵌入式系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)，對單片機內(nèi)部軟件的加密是必要的，單片機的內(nèi)部的程序代碼存儲器帶有加密特性是單片機的一種增強功能。 3高集成度：隨著集成電路技術(shù)的和工藝的不斷提高，單片機技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展提高單片機的集成度，增加片內(nèi)功能器件，減少外圍器件的擴展，實現(xiàn)真正的“單片”系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢集成更多的I/O端口和特殊接口，直接驅(qū)動LED、VFD、LCD等顯示器，帶有直接中斷方式鍵盤端口等。近年來，單片機結(jié)合專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit, AS

12、IC）和精簡指令集計算機（Reduced Instruction Set Computer, RISC）技術(shù)，發(fā)展為嵌入式處理器（Embedded Processor），適用于數(shù)據(jù)與數(shù)值分析、信號處理、智能機器人及圖像處理等高技術(shù)領(lǐng)域。由于我做的小實驗用的是宏晶公司的STC89C54RD+單片機所以下面我就詳細介紹STC89C54通過它來反映單片機的開發(fā)應(yīng)用過程！我所用STC89C54RD+是一個低功耗，高性能的8位單片機片內(nèi)含有串行編程可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器器件采用高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準的MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳的結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位

13、中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的AT89C51可為許多嵌入式應(yīng)用式控制性應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案！STC89C54RD+具有以下特性：5.5V工作電壓、時鐘頻率03MHZ、128*8bit內(nèi)部RAM、低功耗空閑和省電模式、三級加密位、軟件空閑和省電功能、雙數(shù)據(jù)寄存器指針。增強型6時鐘/機器周期、12時鐘、機器周期任意設(shè)置。工作電壓：5.5V-3.4V(5V單片機)/2.0V-3.8V（3V單片機）工作頻率：0-40MHz，相當于普通8051單片機；實際使用范圍為0-80MHz。16KB片內(nèi)Flash程序存儲器，擦寫次數(shù)10萬次以上。片上集成512RAM數(shù)據(jù)存儲器。四組通

14、用I/O口，復(fù)位后為：P1、P2、P3、P4是弱上拉/準雙向口；P0口是開漏輸出口，作為總線擴展時用，不用加上拉電阻；P0口作為I/O口用時，需要加上拉電阻。T0定時器0 TXAL2 接外部晶振 T1定時器1 TXAL1 接外部晶振除此之外，STC89C54單片機自身還有很多獨特的優(yōu)點：（1）加密性強，無法解密。（2）超強抗干擾。主要表現(xiàn)在：高抗經(jīng)典，可以輕松抗御2KV/4KV快速脈沖干擾，寬電壓、不怕電源抖動，寬溫度范圍，I/O口經(jīng)過特殊處理，單片機內(nèi)部的電源供電系統(tǒng)、時鐘電路、復(fù)位電路及看門狗電路都經(jīng)過特殊的處理。（3）超低功耗：掉電模式，典型電流損耗0.1uA，空閑模式，典型電流損耗為2

15、mA；正常工作模式，典型電流損耗4-7毫安。1.2 選題目的：隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準數(shù)字計時的消費需求也是越來越多。二十一世紀的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺和擺輪游絲的機械表或鐘。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到了秒級。第三次革命就是單片機數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用（電子萬年歷），使計時產(chǎn)品的走時日差從分級縮小到了百萬分之一秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的

16、方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示式，直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，他更符合消費者的生活需求，因此，電子萬年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)跨越性的進步。我國生產(chǎn)的電子萬年歷有很多種，總體上來說以研究多功能電子萬年歷為主，使萬年歷除了具有原來的顯示時間，日期等基本功能外，還具有鬧鈴，報警等功能，商家生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量，價格，使用上考慮，不斷的改進電子萬年歷的設(shè)計，使其更加具有市場。本設(shè)計為軟件，硬件相結(jié)合的一組設(shè)計，在軟件設(shè)計過程中，應(yīng)對硬件部分有相關(guān)的了解，這樣有助于對設(shè)計題目的更深了解，有助于軟件設(shè)計，基本的要了解一些主要期間的基本功能和作用。

17、除了采用集成化的時鐘芯片外，還有采用MCU的方案，利用AT89系列單片機微機制成萬年歷電路，采用軟件和硬件相結(jié)合的方法，控制液晶輸出顯示。其最大的特點是：硬件電路簡單，安裝方便易于實現(xiàn)，軟件設(shè)計獨特，可靠。本文介紹了基于AT89S52單片機設(shè)計的電子萬年歷。首先簡單介紹了單片機的發(fā)展和應(yīng)用。并且論述了在本次設(shè)計中的設(shè)計方案，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了萬年歷的基本電路設(shè)計，然后使用單片機C語言程序的設(shè)計，程序采用模塊化設(shè)計，使得邏輯關(guān)系簡單明了，維護方便。一 設(shè)計要求與方案論證1.1 設(shè)計要求基本功能 設(shè)計一個能夠顯示年、月、日、時、分、秒、星期功能的數(shù)字萬年歷。采用LED或LCD顯示并具備以下功能。能

18、夠任意設(shè)定年、月、日、時、分、星期；能夠任意設(shè)定報時時間；能夠區(qū)分平年、閏年、大小月份。發(fā)揮部分（1）能夠完成掉電保護（2）能夠在夜間自動關(guān)閉LCD 顯示（3）具有溫度顯示功能和溫度報警功能。單片機芯片的選擇和方案論證：方案一：采用89C51芯片作為硬件核心，內(nèi)部具有4KB ROM存儲空間，能于3V的超低電壓工作，而且與MCS-51系列單片機完全兼容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù)，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，對芯片的多次查吧會對芯片造成一定的損壞。 方案二： 采用AT89S52片內(nèi)ROM全都采用FlashROM：能以3V的超低

19、電壓工作，同時也與MCS-51系列單片機完全兼容，該芯片內(nèi)部存儲器為8KB ROM存儲空間，同時具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片進行多次插拔，所以不會對芯片造成損壞。 綜上所述，所以采用AT89S52作為主控系統(tǒng)。顯示模塊選擇方案和論證：方案一：采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描，LED數(shù)碼管價格適中，對于顯示數(shù)字最合適，而且采用動態(tài)掃描法與單片機相連接時，占用的單片機口線少，但所需要的數(shù)碼管數(shù)量太多，焊接困難極易出錯，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。方案二：采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列

20、的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較合適，如果用在顯示數(shù)字顯得太浪費，且價格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。方案三：采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，但是價格昂貴，需要的接口線多，本設(shè)計所需顯示較多且需要文字，所以在本次設(shè)計中采用LCD液晶顯示屏。時鐘芯片的選擇方案和論證：方案一：直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒技術(shù)，采用此種方案雖然減小芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大，所以不采用此方案。Ma。溫度傳感器的選擇方案論證：方案一：使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個相應(yīng)阻值電阻

21、相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個電阻變化的分壓值，并進行A/D轉(zhuǎn)換，此設(shè)計方案需要A/D轉(zhuǎn)換電路，增加了硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線并不是嚴格性的，會產(chǎn)生較大的測量誤差。方案二：采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器，而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以去除A/D模塊，降低了硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高，測量范圍廣等優(yōu)點。1.3電路設(shè)計最終方案決定：綜上各方案所述，對此次設(shè)計的方案選定:采用AT89S52作為主控系統(tǒng)；DS1302提供時鐘；數(shù)字式溫度傳感器；LCD液晶顯示屏作為顯示。

22、二 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)：2.1 系統(tǒng)硬件概述： 本電路是由AT89S52單片機作為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、時、分、秒等進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V-5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個用于臨時存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、日、時、分、秒等，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；溫度的采集由DS18B20構(gòu)成，顯示部分為LCD液晶顯

23、示屏，能夠?qū)崿F(xiàn)字符與數(shù)字同時顯示的功能。2.2 主要單元電路的設(shè)計： 控制系統(tǒng)的設(shè)計 使用AT89S52作為單片機的主控芯片，AT89S52單片機為40引腳雙列直插芯片，有四個I/O口P0,P1,P2,P3，每一條I/O線都能獨立地作輸出或輸入。 單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示，18引腳和19引腳接時鐘電路，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，第9引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后構(gòu)成上電復(fù)位電路，20引腳為接地端，40引腳為電源端，如圖2-1所示： 圖 2-1主控制系統(tǒng)時鐘電路模塊

24、的設(shè)計：圖2-2示出DS1302的引腳排列，其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行，DS1302由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電，當VCC2大于VCC1+0.2V時，VCC2給DS1302供電，當VCC2小于VCC1時候VCC1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768KHz晶振，RST是復(fù)位片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(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RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302

25、進行操作，如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)，上電運行時，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，才能將RST置為高電平，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端，SCLK始終是輸入端。時鐘電路芯片DS1302引腳圖如下圖所示： 圖2-2 DS1302的引腳圖 溫度采集模塊設(shè)計 如圖2-3所示，采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20,它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單特點，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，使用I/O口與DS18B20連接加一上拉電阻，VCC接電源，VSS接地。芯片管腳圖如下圖所示：- 圖 2-3

26、DS18B20溫度采集電路原理及說明（1）時鐘芯片DS1302的工作原理DS1302在每次進行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置“0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；讀/寫時序如下圖2-4所示，圖2-5為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能把對DS1302進行讀寫數(shù)據(jù)，對于位6，若對程序進行讀/寫時RAM=1，對時間進行讀/寫時，CK=0，位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進行讀操作時，該位為1；該位為0則表示進行的是寫操作，控制字節(jié)總是從最低開始輸入/輸出的?！癢P”為1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。（2）DS1302的控

27、制字節(jié) DS1302的控制字的高有效位（位7）必須是邏輯，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果是0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指操作單元的地址；最低有效位如果為0表示要進行寫操作，為1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0到高位7.如下圖所示: 圖 2-4 DS1302讀/寫時序圖 液晶顯示模塊概述本次設(shè)計采用由香港靜電

28、公司的“MDLS-”字符型液晶顯示模塊，該系列是目前世界上品種最全的字符型LCM系列，它具有各種規(guī)格，廣泛應(yīng)用于智能儀表、通訊、辦公自動化及軍工等領(lǐng)域。字符型液晶顯示模塊目前在國際上已經(jīng)規(guī)范化，無論顯示屏的規(guī)格如何變化，其電特性和接口形式都是統(tǒng)一的。因此只要設(shè)計出一種型號的接口電路，在指令設(shè)置上稍加改動即可使用各種規(guī)格的字符型液晶顯示模塊。在這次設(shè)計采用的MDLS系列接口特性如下表所示: 表2-1 MDLS系列接口特性表通過對MDLS的時序的了解后可知，在對DS1302讀或?qū)懖僮鞯倪^程中必需要保持RST為高電平，且在SCLK為低電平時置位RST，讀寫操作完畢后需要對RST復(fù)位，并且要置位SCL

29、K避免時序錯亂。另外由動作時序圖還可看出在讀寫數(shù)據(jù)前都要寫指令，且讀寫的數(shù)據(jù)是緊緊的跟在指令的后面，即在此過程中，時鐘信號是連續(xù)發(fā)送的，其占空比是相同的，如果寫完指令后將RST復(fù)位，再來讀寫數(shù)據(jù)是行不同的，因其占空比發(fā)生了變化，讀寫的數(shù)據(jù)不是緊緊的跟在指令的后面的。從DS1302中讀出的數(shù)據(jù)均為BCD碼，要使其在LCD上顯示出來需要將其轉(zhuǎn)換成ASCII碼。在調(diào)時模式下，則需要將其轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)。相應(yīng)的要將一個數(shù)寫入DS1302中則需要先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD碼。在編程對芯片的了解后對其有以下總結(jié)： （1）引腳的認識 1：VSS 電源引腳 接+5V直流電源 2: VDD 接地引腳 3：VEE 背光引

30、腳 調(diào)節(jié)lcd亮度 4：RS 數(shù)據(jù)/狀態(tài)引腳 1為數(shù)據(jù)；0為狀態(tài) 5: RW 讀/寫引腳 1為讀； 0為寫 6：E 使能引腳 高電平有效（可對其讀寫數(shù)據(jù)） 714：D0D7 數(shù)據(jù)線 （2）控制字 0 x02：光標、畫面，及AC回首地址 0 x05：畫面平移（平移速度相當快） 0 x06：AC自動加1，且畫面不動 0 x0c：顯示開即可顯示數(shù)據(jù) 0 x08：顯示關(guān)不可顯示數(shù)據(jù)及光標，但屏亮 0 x0e：顯示開且光標顯示 0 x09：顯示開光標顯示且閃爍0 x18：畫面右移一位（*注 本人用時發(fā)現(xiàn)此指令不可用，會使屏關(guān)）0 x1c：畫面左移一位0 x10：光標左移一位0 x14：光標右移一位0 x

31、38：lcd雙行顯示0 x30：lcd單行顯示（第一行顯示）系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件系統(tǒng)在本次設(shè)計中尤其重要，基本功能大部分是由軟件完成的，發(fā)揮功能的關(guān)鍵控制部分同樣需要軟件的密切配合才能順利實現(xiàn)。鑒于軟件設(shè)計的復(fù)雜性和規(guī)模性，我們采用KEIL編譯器支持的C語言編程，放棄了效率高但可讀性不強的匯編語言。整個軟件系統(tǒng)采用規(guī)?；某绦蛟O(shè)計方法，共分為時間設(shè)定、鬧鈴設(shè)定、和溫度檢測系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)的主要特點是整個過程完全在鍵盤的控制之下，實現(xiàn)了完全的友好的人機交互功能。主程序通過判斷鍵盤的輸入情況調(diào)用不同的子程序。子程序的功能實現(xiàn)也是在鍵盤的配合下完成的。78a55f總 結(jié)本系統(tǒng)以AT89S52為核心部件，

32、使用串行時鐘芯片DS1302，實現(xiàn)時間和鬧鐘的功能設(shè)置。通過鍵盤和液晶顯示屏可方便地校對時鐘和設(shè)置鬧鐘時間，本系統(tǒng)基本完成了實用電子鐘的功能，盡量做到了硬件電路簡單穩(wěn)定，減少電磁干擾和其他環(huán)境干擾。在該系統(tǒng)設(shè)計，調(diào)試完成之后，對最后的成功進行分析，同時結(jié)合在調(diào)試過程中出現(xiàn)的錯誤進行綜合分析，總結(jié)在實際系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試過程中的寶貴經(jīng)驗。在系統(tǒng)硬件設(shè)計之前，要結(jié)合當前系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀對系統(tǒng)功能進行定位，使系統(tǒng)在實際應(yīng)用中具有競爭力。該系統(tǒng)最大的特點就是界面友好，走時準確，和現(xiàn)在使用LED顯示數(shù)據(jù)的萬年歷相比，體積更小，可以作為轎車車載顯示裝置，系統(tǒng)采用液晶顯示器，可以使系統(tǒng)應(yīng)用到更加現(xiàn)代化的地方

33、，使系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計犯法，同時保留了很多的微控制器I/O口，擴展十分方便，以往的采用LED顯示數(shù)據(jù)的萬年歷要想實現(xiàn)的功能擴展，除需要對系統(tǒng)程序進行修改，還必須增加或減少LED數(shù)碼管，同時要對LED圖片界面進行更換，硬件改動較大，該系統(tǒng)的顯示部分除可以顯示數(shù)據(jù)外，還可以顯示圖片，所以說，其界面改動非常靈活，僅僅改動程序就能實現(xiàn)界面的修改，用戶還可以選擇自己喜歡的界面，這是以LED作為顯示裝置的數(shù)字萬年歷所不能實現(xiàn)的。系統(tǒng)具有溫度檢測功能，可以作為工業(yè)溫度檢測裝置，同時可提供溫度報警，系統(tǒng)的按鍵輸入功能，可以讀取決策，我們可以通過按鍵發(fā)送指令，控制工業(yè)現(xiàn)場機器的動作，實現(xiàn)遠程控制?？梢?，該系

34、統(tǒng)本身不僅具有很大的靈活性，友好的界面，方便的可擴展性，同時，在其基礎(chǔ)上的系統(tǒng)市場需求也很客觀，工業(yè)控制的很多場合對時間要求比較嚴格，在實際系統(tǒng)中，系統(tǒng)各裝置按照預(yù)定的時間動作，本系統(tǒng)可以很好的滿足這些系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)進行軟件設(shè)計的時候，采用模塊化設(shè)計方法，除了便于升級外，在調(diào)試過程中，模塊化的程序設(shè)計將使系統(tǒng)更容易調(diào)試，我們在調(diào)試的過程中，可以分塊調(diào)試，最后總組裝，如果不采用模塊化設(shè)計方法，將很難找出調(diào)試中的錯誤，無論是在系統(tǒng)硬件焊接還是在軟件編程時，都要細心，比如在開始的時候，時鐘芯片主電源和別用電源焊接顛倒，不能寫入數(shù)據(jù)。這樣很小的錯誤，卻很大影響系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)根本無法工作

35、。在本次單片機控制課程設(shè)計過程當中，指導(dǎo)老師張風(fēng)濤和其他老師以及同學(xué)們都給予了很大的幫助支持，張老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和務(wù)實的求知精神給我留下了很深的印象，他們鼓勵我孜孜不倦，銳意進取，特別是在困難的時候，他有意識地培養(yǎng)我獨立思考和解決問題的能力。張老師的嚴格要求，令我以后的工作和生活當中受益匪淺。在此，對他們所給予的指導(dǎo)和幫助表示最衷心的感謝。 致謝 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和生活就要隨著這篇論文的答辯而結(jié)束了。有許許多多的不舍，也有許許多多的感謝要說。畢業(yè)設(shè)計，實時上就是綜合的運用四年所學(xué)知識去分析、解決一個問題，在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，把所學(xué)知識梳理一遍，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。在設(shè)計中，我遇到過

36、很多問題，比如課題需要用什么元器件，主電路圖如何設(shè)計，子程序該怎么編寫等都是一點頭緒都沒有，但是我在設(shè)計的這一段時間里查詢了大量的資料：硬件設(shè)計、原理圖繪制、程序編寫測試與調(diào)試，并且在指導(dǎo)老師的幫助下我學(xué)會和懂得了很多，逐漸完成了對硬件電弧與軟件編程兩方面設(shè)計，掌握了硬件調(diào)試、軟件調(diào)試基本方法，掌握了從子程序到總程序、從基本功能到復(fù)雜功能等程序編寫的基本思路及方法。 首先要衷心的感謝的事我的指導(dǎo)老師，羅薇羅老師！在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了知識上的秘訣，更教育了我做人的準則。這些都將使我終生受益。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料的查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，都得到了羅薇老師無微不

37、至的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此機會向?qū)煴硎局孕牡母兄x！ 其次要感謝所有教育過我的老師！是你們纏手給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。我還要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)系、關(guān)注和支持！ 大學(xué)的生活讓我有了堅強的性格，冷靜的頭腦和永遠樂觀的態(tài)度。最重要的是讓我有了責(zé)任感，對自己、對家人和對社會的責(zé)任感。 我愿在未來的學(xué)習(xí)過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。永遠以一顆為人民服務(wù)的心來回報社會。附錄參考文獻1胡乾斌李光斌李玲喻紅.單片微型計算機原理及應(yīng)用M.華中科技大學(xué)出版社.2005年8月第2版.2任為民

38、.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計M.中央廣播電視大學(xué)出版社.1997年5月第1版.3譚浩強.C程序設(shè)計(第二版).M清華大學(xué)出版社.1999年12月第2版.。4趙亮，候國銳.單片機c語言編程與實例M.北京：人民郵電出版社，20035范風(fēng)強,蘭嬋麗.單片機語言C51應(yīng)用實戰(zhàn)集錦M（修訂版）.電子工業(yè)出版社.6劉振海.單片機原理及應(yīng)用技術(shù)M.北京：高等教育出版社，20037沈紅衛(wèi).單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20028于復(fù)生，宋現(xiàn)春等，時鐘芯片DS1302及其在數(shù)據(jù)記錄中的應(yīng)用電子技術(shù)應(yīng)用M2000年3月9李宏.液晶顯示器件應(yīng)用技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，200410Jo

39、hnP.Uyemura.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計入門教程集成方法（英文影印版）M.科學(xué)出版社.2002年3月第1版第1次印刷11張景元.基于單片機的多用途定時器的設(shè)計與實現(xiàn)M.電子工程師2000年第8期12李洪濤.一種單片機控制的定時打鈴器.電子世界M.1990年第2期13何業(yè)軍李超.基于單片機控制的高精度定時打鈴器的設(shè)計M.電子技術(shù).2001年第7期14關(guān)宗安仲叢久.基于單片機實現(xiàn)的多路定時控制器的設(shè)計M.沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報.2004年6月.第21卷第3期15ATMEL.MicrocontrollerMDatabook，200216范立南.單片微機接口與控制技術(shù)M.沈陽：遼寧大學(xué)出版社，199617張

40、友德.單片微型機原理、應(yīng)用與實踐M.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，199218李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)M，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993參考文獻【1】.Maxim公司,1-Wire單總線的基本原理【EB/OL1-13【2】.于永學(xué)、葛健，1-WIRE總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用J，電子產(chǎn)品 世界2003（4）16-24【3】.馬云峰、陳子夫、李全培，數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應(yīng)用EB/OL1-25【4】.胡振宇、劉魯源、杜振輝，DS18B20接口的C語言程序設(shè)計J，單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002-24-43【5】.李鋼，1-WIRE總線數(shù)字溫度傳感器DS1

41、8B20原理及應(yīng)用，現(xiàn)代電子ijishuJ，2005(8)21-23【7】.廖常初，現(xiàn)場總線概述J，電工技術(shù)，1989，19-67【8】.閻 石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）M，高等教育出版社，1989，19-67【9】.陳躍東，DS18B20集成溫度傳感器原理與應(yīng)用J，安徽教育出版社，2002（4）5-23【10】.李廣弟，單片機基礎(chǔ)M，北京航空航天大學(xué)出版社，1994，1-56【11】.Dallas Corp,DS18B20EB/OL1-24【13】.金偉正，單線數(shù)字溫度傳感器的原理與應(yīng)用L.電子技術(shù)應(yīng)用，2000（6）3-24#include/*位定義*/sbit io=P15; /ds1

42、302的串行數(shù)據(jù)I/O口sbit clk=P16; /ds1302的時鐘口sbit rst=P17; /ds1302的復(fù)位口sbit acc0=ACC0; /移位時的第0位sbit acc7=ACC7; /移位時用的第7位sbit busy=P07; /lcd 忙標志位sbit rs=P20; /lcd 數(shù)據(jù)狀態(tài)位sbit rw=P21; /lcd 讀寫控件位sbit re=P22; /lcd 使能位sbit menu=P30; /菜單sbit inc=P31; /加一sbit dec=P32; /減一sbit quit=P33; /退出/*全局變量*/unsigned char sec,mi

43、n,hour,day,month,week,year; /秒，分，時，日，月，星期，年char newsec,newmin,newhour,newday,newmonth,newweek,newyear; /重寫數(shù)據(jù)用的秒，分，時unsigned char bksec,bkmin,bkhour,bkweek,bkday,bkmonth,bkyear,down,count; /閃爍標志位unsigned char flag,daflag; / 加減標志位，時間日期標志位unsigned char timete8,timede10; /分別存放，時分秒；年月日unsigned char week1

44、3=SUN; /星期日unsigned char week23=MON; / 一unsigned char week33=TUE; / 二unsigned char week43=WED; / 三unsigned char week53=THU; / 四unsigned char week63=FRI; / 五unsigned char week73=SAT; / 六unsigned char name=WanLi; /制作者（本人）的名字/*函數(shù)申明*/void delay(unsigned char ms); /延時void writebyte(unsigned char wdat);/寫

45、一字節(jié)到ds1302unsigned char readbyte(); /從ds1302中讀一字節(jié)unsigned char readdat(); /讀ds1302某地址數(shù)據(jù)void writedat(unsigned char waddr,unsigned char x);/寫數(shù)據(jù)到ds1302的某地址void ifprotect(flag); /是否寫允許void timebuf(); /時間緩沖區(qū)void checkbusy(); /測試lcd忙碌狀態(tài)void wrcom(unsigned char com); /寫指令到lcdvoid wrdat(unsigned char dat);

46、 /寫數(shù)據(jù)到lcdvoid lcdinit(); /lcd初始化void scanmenu(); /menu掃描void funcmenu(); /menu功能void scaninc(); /掃描加能函數(shù)void scandec(); /掃描減一函數(shù)void scanquit(); /掃描退出函數(shù)void funcinc(); /加一功能函數(shù)void funcdec(); /減一功能函數(shù)void funcquit(); /退出功能函數(shù)void turn_sub(unsigned char newval,unsigned char newbk,unsigned char newaddr); /

47、調(diào)時子函數(shù)void sub_buf(unsigned char subk,unsigned char bfte,unsigned char fda); /時間緩沖子函數(shù)void sub_week(unsigned char num); /顯示星期子函數(shù)/*ds1302函數(shù)部分*/void delay(unsigned char ms) /延時函數(shù) unsigned char i; unsigned char m=4; while(ms-) for(i=0;i0;i-) io=acc0; /從最低位開始傳送 clk=1; /產(chǎn)生一個邊沿 在寫指令時供產(chǎn)生上升沿，在寫數(shù)據(jù)時供產(chǎn)生緊挨著的下降沿 c

48、lk=0; ACC=1; unsigned char readbyte() /從ds1302中讀一字節(jié) unsigned char i1; for(i1=8;i10;i1-) ACC=1; /保證最低位傳送至最低位 acc7=io; /從最低位開始傳送 clk=1; /產(chǎn)生一個邊沿 在讀數(shù)據(jù)時供產(chǎn)生上升沿 clk=0; return(ACC);unsigned char readdat(unsigned char raddr) /讀ds1302某地址數(shù)據(jù) unsigned char value; rst=0; /在讀寫前何證rst為低電平 clk=0; rst=1; /在讀寫期間保證rst為高

49、電平 且只有在clk為低 電平時才能變?yōu)楦唠娖?writebyte(raddr); value=readbyte(); rst=0; /讀寫完畢后保證rst為低，clk為高 clk=1; return(value);/*寫數(shù)據(jù)到ds1302的某地址*/void writedat(unsigned char waddr,unsigned char x) rst=0; clk=0; rst=1; writebyte(waddr); writebyte(x); rst=0; clk=1;/*是否寫保護*/void ifprotect(flag) if(flag) /flag=1時禁止寫入 write

50、dat(0 x8e,0 x10); else /flag=0時允許寫入 writedat(0 x8e,0 x00);void readtime() /讀時間 unsigned char time; time=readdat(0 x81); /讀秒 sec=(time&0 x70)4)*10+(time&0 x0f); /將bcd碼轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) time=readdat(0 x83); /讀分 min=(time&0 x70)4)*10+(time&0 x0f); time=readdat(0 x85); /讀時 hour=(time&0 x70)4)*10+(time&0 x0f); tim

51、e=readdat(0 x87); /讀日 day=(time&0 x70)4)*10+(time&0 x0f); time=readdat(0 x89); /讀月 month=(time&0 x70)4)*10+(time&0 x0f); time=readdat(0 x8d); /讀年 year=(time4)*10+(time&0 x0f); time=readdat(0 x8b); /讀星期 week=time&0 x07;/*時間緩沖子函數(shù)*/void sub_buf(unsigned char subk,unsigned char bfte,unsigned char fda) i

52、f(subk=1) /判斷是否正常顯示 if(daflag=1) /判斷是日間還是日期 timetefda=bfte%10+48; timetefda+1=bfte/10+48; else timedefda=bfte%10+48; timedefda+1=bfte/10+48; else /顯示空 if(daflag=1) /判斷是時間還是日期 timetefda=0 x02; timetefda+1=0 x02; else timedefda=0 x02; timedefda+1=0 x02; void timebuf() /時間緩沖區(qū) readtime(); /調(diào)用讀時間函數(shù) dafla

53、g=1; sub_buf(bksec,sec,0); /調(diào)用時間緩沖子函數(shù) timete2=:; sub_buf(bkmin,min,3); timete5=:; sub_buf(bkhour,hour,6); daflag=0; sub_buf(bkday,day,0); timede2=-; sub_buf(bkmonth,month,3); timede5=-; if(bkyear0;i2-) wrdat(timedei2-1); wrcom(0 xc0); /在第二行顯示年月日 for(i3=8;i30;i3-) wrdat(timetei3-1); switch(week) /第一行

54、顯示星期 case 1:sub_week(1);break; case 2:sub_week(2);break; case 3:sub_week(3);break; case 4:sub_week(4);break; case 5:sub_week(5);break; case 6:sub_week(6);break; case 7:sub_week(7);break; for(i5=0;i55;i5+) /顯示作者名字 wrcom(0 xca+i5); wrdat(namei5); void sub_week(unsigned char num) /顯示星期子函數(shù) unsigned char

55、 i4; for(i4=0;i43;i4+) if(bkweek4)*10+(newval&0 x0f); /將bcd碼轉(zhuǎn)換成十進制 if(flag=1) /判斷是加一還是減一 newval+; else newval-; switch(count) case 1: if(newval59) newval=0;break; case 2: if(newval59) newval=0;break; case 3: if(newval23) newval=0;break; case 5: if(newval31) newval=0;break; case 6: if(newval12) newva

56、l=0;break; case 7: if(newval79) newval=0;break; default:break; ifprotect(0); writedat(newaddr-1),(newval/10)3) newbk=0; display(); /將修改后的值顯示出來 void scanmenu() /menu掃描 if(menu=0) /判斷menu鍵是否按下 delay(1); /延時消抖（實際中延時要比此長一般約10ms） if(menu=0) /再次判斷menu鍵是否按下 down=1; /menu鍵按下則置其標志位為1 while(menu!=1); /等待按鍵松開

57、count+; /記錄menu按下的次數(shù) if(count7) count=1; ifprotect(0); /按下menu鍵后禁止ds1302工作 sec=readdat(0 x81); writedat(0 x80,0 x80|sec); ifprotect(1); void funcmenu() /menu鍵功能函數(shù) switch(count) case 1:scaninc();scandec(); /每按一次目錄鍵對inc，dec鍵進行一次掃描 do /根據(jù)count的計數(shù)來判斷對那一值進行修改，并保證這一值閃爍 bkyear=1; bksec+; if(bksec3) bksec=0

58、; while(count!=1); scanquit(); /每按一次目錄鍵對quit鍵進行一次掃描 display(); /退出時正常顯示 break; case 2:scaninc();scandec(); do bksec=1; /保證退出上一值的閃爍后，讓其正常顯示 bkmin+; if(bkmin3) bkmin=0; while(count!=2); scanquit(); display(); break; case 3:scaninc();scandec(); do bkmin=1; bkhour+; if(bkhour3) bkhour=0; while(count!=3)

59、; display(); scanquit(); break; case 4:scaninc();scandec(); do bkhour=1; bkweek+; if(bkweek3) bkweek=0; while(count!=4); display(); scanquit(); break; case 5:scaninc();scandec(); do bkweek=1; bkday+; if(bkday3) bkday=0; while(count!=5); display(); scanquit(); break; case 6:scaninc();scandec(); do bk

60、day=1; bkmonth+; if(bkmonth3) bkmonth=0; while(count!=6); display(); scanquit(); break; case 7:scaninc();scandec(); do bkmonth=1; bkyear+; if(bkyear3) bkyear=0; while(count!=7); display(); scanquit(); break; default: break; void scaninc() /掃描inc按鍵 if(inc!=1) /判斷inc鍵是否按下 /延時消拌再次判斷 delay(1); if(inc!=1