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1、 单片机技术课程设计说明书 万 年 历 学 院： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 王诚梅 职称 工程师 专 业： 自动化 班 级： 自动化 4班 学 号： 完成时间： 湖南工学院单片机技术课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院 专业：自动化指导教师王诚梅学生姓名周婷课题名称万年历内容及任务一、设计任务设计一个具有特定功能的万年历。二、设计内容1、万年历的硬件系统（1)、单片机最小系统模块（2）、供电模块（3）、显示模块（4）、键盘模块2、万年历的软件系统（1）、系统监控程序模块（2）、显示程序模块（3）、键盘程序模块（4）、阴历、阳历算法产生程序模块（5）、闰年、非闰年算法产生
2、程序模块三、设计要求该万年历上电或按键复位后能自动显示欢迎界面，进入准备工作状态。该万年历可以通过键盘选择年、月、日、星期、时、分、秒、阴历、阳历切换、调整时间以及调整日期和星期。主要参考资料1李广弟.单片机基础M.第3版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.2李全利.单片机原理及应用（C51编程）M.北京：高等教育出版社，2012.12.3马忠梅.单片机的C语言应用程序设计M.第4版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6. 4李光飞.单片机C程序设计指导M.北京:北京航空航天大学出版社，2003.01.5李光飞.单片机课程设计实例指导M.北京:北京航空航天大学出版社，2004.
3、9.教研室意见 教研室主任：（签字）年 月 日摘 要在现代人们生活和工作中，时间已经成为生活中不可缺少的一部分。而随着科学技术的发展，人们获知时间的方式也逐渐变得多种多样，例如通过手表，手机，电子时钟等；而随着生活和工作的繁忙，人们在获知时间的同时，对于与人们生活和工作息息相关的信息也不可缺少，比如：温度，日期等；万年历的诞生，很好解决了这一问题，它在显示时间的同时，又显示了温度、日期、时间等诸多功能于一身。 设计的万年历采用的是AT89S52单片机作为控制核心，内部带有8KB的ROM，能够存储大量的程序，而且兼容性也很好；通过DS1302作为时钟芯片，它能够够实时提供年、月、日、时分、秒信息
4、；由LCD12864作为屏幕显示，LCD12864功耗低，携带方便，功能强大；温度检测采用DALLAS公司的数字化温度传感器（DS18B20），另外设计还增加了闹钟功能和温度显示功能，大大地提高了万年历的功能。关键词：万年历、AT89S52、DS1302 、DS18B20目 录1 设计课题任务、要求及总体方案介绍11.1 设计课题任务11.2 功能、性能要求说明11.3 总体方案介绍及工作原理说明1 1.3.1 总体方案介绍1 1.3.2 工作原理说明22 万年历硬件系统的设计32.1 万年历硬件系统各模块的功能介绍3 2.1.1 AT89S52单片机简介3 2.1.2 晶振电路4 2.1.3
5、 电源电路4 2.1.4 复位电路5 2.1.5 下载电路5 2.1.6 独立按键电路6 2.1.7 时钟电路7 2.1.8 液晶显示电路7 2.1.9 温度采集模块电路8 2.1.10 闹钟电路92.2 电路原理图92.3 实物图92.4 元器件清单93 万年历软件系统的设计103.1 使用单片机资源的情况103.2 软件系统各模块功能介绍10 3.2.1 监控程序10 3.2.2 时钟程序10 3.2.3 界面切换模块10 3.2.4 闹钟模块10 3.2.5 键盘模块10 3.2.6 显示模块10 3.2.7 农历算法模块11 3.2.8 闰年闰月算法模块11 3.2.9 温度采集模块1
6、13.3 软件系统程序流程框图11 3.3.1 主程序11 3.3.2 时钟程序12 3.3.3 键盘程序12 3.3.4 液晶显示程序13 3.3.5 温度程序14 3.3.6 农历转换程序15 3.3.7 闹钟程序163.4 系统程序清单164 万年历设计结果分析及结论164.1 操作使用说明164.2 万年历实物调试结果164.3 误差分析204.4 设计结论及体会20 4.4.1 设计结论20 4.4.2 设计体会21结束语22参考文献23致谢24附录25附录A 电路原理图25附录B 实物图26附录C 元件清单28附录D 程序清单291 设计课题任务、要求及总体方案介绍1.1 设计课题
7、任务设计一个具有特定功能的万年历。1.2 功能、性能要求说明万年历上电或按键复位后能自动显示欢迎界面，进入准备工作状态。能实现 ：（1）可以进入显示年、月、日、星期、时、分、秒、阴历界面；（2） 可以通过键盘选择年、月、日、星期、时、分、秒、阴历、阳历切换；（3） 可以通过键盘调整时间以及调整日期和星期；（4） 可以设置一个闹钟以及通过按键调整闹钟时间；（5） 可以显示周围环境温度；（6）其它功能。1.3 总体方案介绍及工作原理说明1.3.1 总体方案介绍 万年历的设计的主要有三大主功能，分别为时间日期的显示，温度的显示、闹钟，他们之间的转换主要是通过独立按键完成的。通过上述论述，此设计可以分
8、模块，分别是：时间计算模块、环境温度采集模块、时间设置模块、闹钟设置模块、显示模块。硬件设计框图如图1所示。 图1 硬件电路系统框图1.3.2 工作原理说明 万年历采用AT89S52单片机作为控制中心，DS1302将获取的实时时间传输给单片机，通过单片机将数据经过运算从LCD12864液晶显示出来。通过DS18B20获取实时环境温度，将测得的数据传输给单片机，在通过相应按键，将数据在LCD12864上显示出来；另外相应的按键可以调整LCD12864上显示的相应的值。单片机检测按键数据并做出相应反应：显示农历、设置闹钟、调整时间、连加、连减等功能。2 万年历硬件系统的设计2.1 万年历硬件系统各
9、模块的功能介绍2.1.1 AT89S52单片机简介 AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。采用40Pin封装的双列直接DIP结构，图2是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。图2 AT89S52引脚图现在对各引脚功能说明如下：（1）主电源引脚 Vcc：接5V电源正端。 Vss：接5V电源地端。（2）输入输出引脚P.0P0.7：P0口的8个引脚。在不接片外存储器与不扩展IO接
10、口时，可作为准双向输入输出接口。在接有片外存储器或扩展IO接口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。P1.0P1.7：P1口的8个引脚。可作为准双向IO接口使用。对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二种功能：P1.0可用作定时器计数器2的计数脉冲输入端T2。P1.1可用作定时器计数器2的外部控制端T2EX。P2.0P2.7：P2口的8个引脚。可作为准双向IO接口；有接有片外存储器或扩展IO接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用作高8位地址总线。P3.0P3.7：P3口的8个引脚。除作为准双向IO接口使用外，还具有第二种功能，详见表1。 表1 P3口第二功能表2.1.2 晶振
11、电路XI1：片内反相放大器输入端。X12：片内反相放大器输出端。外接晶体时，XI1和XI2各接晶体的一端，借外接晶体与片内反相放大器构成振荡器。采用了11.0592MHZ的晶振。这样有利于得到没有误差的波特率。特别是用于串口通信时，选用这种晶振比较好。其作用是产生单片机所须的时钟频率。电路原理图如图3所示。图3 晶振电路2.1.3 电源电路万年历采用+5V供电，电源电路将220V的交流电转化为+5V的直流电，给万年历供电。电源电路图如图3所示。电路组成由一个输入为220V输出为12V变压器、整流桥、7805稳压芯片、发光二极管、电阻、电容、开关组成。其中根据经验值可取C1=2200F,C3=4
12、70F,C2=C4=0.1F,R1=1K，其中电容起有滤波作用，发光二极管作为电源指示灯，电阻起限流作用。电源电路的工作原理：通过变压器将220V的交流电降为12V的交流电，然后通过整流桥输出，最后经过7805稳压芯片得到+5V的直流电。图4 电源电路图2.1.4 复位电路 万年历电路设计采用可靠的手动复位方式, 复位电路由一个的电容、一个1K电阻、一个200电阻组成，其作用是使CPU和系统其他部件处于一个确定的初始状态。单片机复位电路如图所示。图5 复位电路2.1.5 下载电路下载电路使用USB ISP进行程序下载，电路图如图6所示。通过下载口实现计算机与单片机的通信，进行程序烧写。 图6
13、下载电路2.1.6 独立键盘电路独立按键电路由八个按键组成，电路图如图7所示。它是由按键开关一端接I/O口，一端接地构建而成的。每一个I/O口只能设置一个按键。独立键盘电路用来向单片机传送外部信息。独立键盘的结构使按键之间相互不影响，同时可以更好的使一个按键具有短按和长按两种功能。其作用是提供输入设备使人机交互。图7 独立键盘电路2.1.7 时钟电路采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS
