課程設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：電子萬年歷的設(shè)計(jì)與制作學(xué)院：電子工程學(xué)院專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班級：13級電信科技2班學(xué)號：姓名：電子郵件：時(shí)間：2016年3月成績：指導(dǎo)教師：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)電子工程學(xué)院應(yīng)用物理系課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)13級電子信息科學(xué)與技術(shù)電子萬年歷的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)與要求（請按所選題目自行總結(jié)）1、顯示年月日時(shí)分秒信息2、具有可調(diào)整日期和時(shí)間功能開始日期2016年3月4日完成日期2016年3月25日引言（標(biāo)題4號宋體）隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。目前萬年歷已經(jīng)不再局限于以書本形式出現(xiàn)。以電腦軟件或者電子產(chǎn)品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。與傳統(tǒng)書本形式的萬年歷相比，電子萬年歷得到了越來越廣泛的應(yīng)用，采用電子時(shí)鐘作為時(shí)間顯示已經(jīng)成為一種時(shí)尚。目前市場上各式各樣的電子時(shí)鐘數(shù)不勝數(shù)，但多數(shù)是只針對時(shí)間顯示，功能單一不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨蟆Ｔ撾娮尤f年歷主要采用STC89C51單片機(jī)作為主控核心，由DS1302時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、LCD1602顯示。STC89C51單片機(jī)是由STC公司推出的，該系列在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)兼容，功耗小，電壓可選用3.8-5.5V電壓供電，具有4K或8Kflash儲存器；DS1302時(shí)鐘芯片是美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電功能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，而且DS1302的使用壽命長，誤差?。粩?shù)字顯示是采用數(shù)碼管來顯示，可以顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒、等信息。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與理論分析按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)控模塊、顯示驅(qū)動及顯示模塊、鍵盤接口模塊共4個(gè)模塊組成。鍵盤接口模塊鍵盤接口模塊顯示驅(qū)動及顯示模塊LCD1602顯示時(shí)控電路顯示驅(qū)動及顯示模塊LCD1602顯示時(shí)控電路（DS1302）主控電路（STC89C51）3.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1最小單片機(jī)系統(tǒng)區(qū)在該系統(tǒng)中，我們選用的單片機(jī)是STC89C51，該單片機(jī)是由STC公司推出的，該系列在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)兼容，功耗小，電壓可選用3.8-5.5V電壓供電，具有4K或8Kflash儲存器。特性有：1、256字節(jié)內(nèi)部RAM；

2、電源控制模式；

3、時(shí)鐘可停止和恢復(fù)；

4、空閑模式；

5、掉電模式；

6、6個(gè)中斷源；

7、4個(gè)中斷優(yōu)先級；

8、4個(gè)8位I/O口；

9、

全雙工增強(qiáng)型TUAR10、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0、T1(標(biāo)準(zhǔn)80C51)和增加的T2（捕獲和比較）；11、全靜態(tài)工作方式：0～24MHZ；STC89C51單片機(jī)為40管腳雙列直插芯片，它是一種高性能，低功耗的8位CMOS微處理器芯片，市場應(yīng)用最多。而且價(jià)格便宜，控制方便，便于應(yīng)用有4個(gè)I/O口分別為P1,P2,P3,P4。其中每一個(gè)管腳都能做獨(dú)立的輸入輸出管腳，它的第9腳位復(fù)位管腳，接上電容和上拉電阻再帶個(gè)開關(guān)構(gòu)成復(fù)位電路。18,19管腳接外部晶振和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成外部晶振電路。單片機(jī)，復(fù)位電路，晶振，5V電源構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。其中與AT89S52單片機(jī)管腳容。3.2復(fù)位電路復(fù)位電路得電容一般用10UF，但并不唯一，只要RC所得時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期即可。還有其P0內(nèi)部無上拉電阻，所以在執(zhí)行輸出功能時(shí)，外部必須接上拉電阻。復(fù)位電路3.3時(shí)鐘控制電路DS1302是美國Dallas公司推出的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，其內(nèi)部具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷和用戶可用RAM，可根據(jù)月份和閏年的情況自動調(diào)整月份的日期。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。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月和月末的日期自動進(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/PM的12h格式。工作電壓寬達(dá)2.5—5.5V。采用雙電源供電(主電源和備用電源)?？稍O(shè)置備用電源充電方式，提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302與單片機(jī)之間采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三根口線：CE接P3.4、SCLK接P3.3、I/O接P3.2，X1，X2腳外接32.768kHz晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。時(shí)鐘振蕩電路DS1302時(shí)鐘芯片DS1302各引腳的功能為：8:Vcc1：備用電池端；1:Vcc2：5V電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時(shí)，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2<Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電；7:SCLK：串行時(shí)鐘，輸入；

6:I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；5:CE/RST：復(fù)位腳；2、3:X1、X2是外接晶振腳（32.768KHZ的晶振）；4:地（GND）。3.3顯示驅(qū)動及顯示模塊1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。顯示電路采用LCD1602液晶顯示，如圖(10)所示，圖中只畫出了其相應(yīng)的接口，3腳用于調(diào)節(jié)LCD1602的背光,4、5、6為LCD1602的控制口，用于控制其寫入或是讀出指令，7至14腳為LCD1602的數(shù)據(jù)口，將數(shù)傳送到LCD1602中。LCD1602的特性+5V電壓，對比度可調(diào)；內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM；內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM,8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM；基本操作時(shí)序：讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=H，E=H；輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字；寫指令：輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼；輸出：無。讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=H，E=H；輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù)；寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù)；輸出：無。LCD1602的各種指令不再一一說明。3.6鍵盤接口電路系統(tǒng)用到4個(gè)按鍵，采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)，一個(gè)按鍵用于復(fù)位，連接STC89C51的RET端，其他三個(gè)用于設(shè)置參數(shù)，連接P0、P1、P2口。按鍵用來調(diào)整時(shí)間，其一端直接接到單片機(jī)的端口，另一端接地，當(dāng)按下按鍵時(shí)，相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖?，通過一個(gè)與門只要這四個(gè)按鍵有一個(gè)按下就會在P3.2檢測到一低電平就觸發(fā)外部中斷0進(jìn)入按鍵調(diào)節(jié)程序中，通過與個(gè)各鍵相連的端口P3.4_P3.7可以判斷是哪個(gè)鍵按下，從而作相應(yīng)的操作。3.7電路原理圖軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)A.陽歷程序流程圖B.時(shí)間調(diào)整程序流程圖5．系統(tǒng)運(yùn)行情況分析按照原理圖焊接好電路上電之后液晶屏只有背光燈亮，無字符顯示，用萬用表測試液晶屏1~16管腳，發(fā)現(xiàn)使能端E為低電平，檢查連線從新焊接后，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，液晶屏可以正常顯示日期和時(shí)間。通過按鍵設(shè)置日期和時(shí)間為當(dāng)前值，系統(tǒng)正常運(yùn)行。掉電后時(shí)鐘芯片DS1302通過備用電源供電繼續(xù)工作，再次上電后仍可正常顯示當(dāng)前時(shí)間。6.總結(jié)與討論通過此次課程設(shè)計(jì)對單片機(jī)的工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識，提高了硬件調(diào)試的能力。初次選擇方案時(shí)，由于對液晶屏比較陌生，我們選擇了數(shù)碼管顯示的方案，連線十分復(fù)雜，需要用很多飛線，只接上顯示年月日的數(shù)碼管時(shí)還可以正常顯示，但是把線全部接好后系統(tǒng)便不能正常運(yùn)行了，而且能夠亮的數(shù)碼管顯示十分不穩(wěn)定。多次調(diào)試不成功之后，我們只好更改方案，選擇用液晶屏顯示，電路的連線簡潔了很多，但是中間也遇到了許多問題，經(jīng)過一步步的調(diào)試與分析，最終才得以正常顯示我們的作品只實(shí)現(xiàn)了年月日，星期，時(shí)間的基本顯示功能，農(nóng)歷部分還有待進(jìn)一步擴(kuò)展。（正文部分長度10-20頁）附1：實(shí)物圖：附2：參考文獻(xiàn)《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》（第三版）1602中文資料（網(wǎng)頁）DS1302中文資料（網(wǎng)頁）附3：組內(nèi)分工：鄧欣然購買元器件、硬件模塊設(shè)計(jì)與論文撰寫、程序調(diào)試劉雙鳳購買元器件、軟件模塊設(shè)計(jì)與論文撰寫、程序調(diào)試劉翼購買元器件、焊接電路、程序編寫與調(diào)試、成品完善與調(diào)試附4：元器件清單表格元器件清單項(xiàng)目數(shù)目價(jià)格1602LCD液晶屏113LC2032電池11電池座10.5103滑動變阻器10.5STC89C5118芯片座21二極管10.5按鍵43開關(guān)11DS1302時(shí)鐘芯片1110μF電容2130pF2110pF2112M晶振1132.768晶振11電阻20.5導(dǎo)線1包7USB接口12總價(jià)：44評語：