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1、编号：_ 商丘工学院商丘工学院毕业论文（设计）毕业论文（设计）题 目: 基于单片机的万年历的设计与实现系 别 机械工程学院 专 业 机电一体化 学生姓名 曾星星 学 号 成 绩 指导教师 蒋 琳 2013 年 04 月I摘摘 要要 单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。单片机是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业
2、自动化上。而 51 系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。 本文通过对一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控制器 AT89C51、时钟电路 DS1302、显示电路、按键电路、和复位电路等部分构成，能实现时钟日历显示的功能，能进行时、分、秒的显示。关键词关键词 : : 单片机单片机, , 农历查询农历查询, , 万年历万年历 II目目 录录第一章第一章 引引 言言 3第第二二章章 计算部分计算部分 63.1 主要单元电路的器件 63.1.1 单片
3、机主控制模块 63.1.2 时钟电路模块 73.2 其他模块器件 83.2.1 74LS164 83.2.2 CON8 93.2.3 其他元器件 9第四章第四章 结构设计部分结构设计部分 104.14.1 显示部分设计 104.1.1 万年历优化算法 114.2 实现时钟，日历显示设计 124.2.1 DS1302 的寄存器 124.2.2 DS1302 实时显示时间的软硬件 124.2.3 DS1302 与 CPU 的连接 124.3 整体设计 134.4 系统软件设计 144.4.1 程序流程框图 14第五章第五章 实验测试部分实验测试部分 185.3 测试结果分析与结论 185.3.1
4、测试结果分析 185.3.2 测试结论 19第六章第六章 结论结论 20参考文献参考文献 21商丘工学院毕业论文1第一章第一章 引言引言随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调
5、了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，壁挂式LED数码管显示的日历钟逐渐受到人们的欢迎。LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视，并且还可以扩展出多种功能。 所以，电子万年历无论作为比赛题目还是练习题目都是很有价值。2商丘工学院毕业论文3第二章第二章 计算部分计算部分2.12.1 主要单元电路的器件主要单元电路的器件2.1.12.1.1 单片机主控制模块单片机主控制模块AT89S52 单片机为 40 引脚双列直插芯片,有四个 I/O 口
6、 P0,P1,P2,P3, MCS-51 单片机共有 4 个 8 位的 I/O 口（P0、P1、P2、P3），每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入。如图所示。1内部结构按功能分为 8 部分：CUP，程序存储器，数据存储器，时钟电路，串行口，并行 I/O 口，中断系统，定时/计数器。2.引脚定义及功能1）.电源及时钟引脚Vcc：接+5V 电源Vss：接地XTAL1 和 XTAL2：时钟引脚，外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此两引脚端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。2）.控制引脚RST/Vpq：RST 是复位信号输入端，Vpd 是备用电源输入端。当
7、RST 输入端保持 2 个机器周期以上高电平时，单片机完成复位初始化操作。当主电源 Vcc 发生故障而突然下降到一定低电压或断电时，第 2 功能 Vpd将为片内 RAM 提供电源以保护片内 RAM 中的信息不丢失。ALE/PROG：地址锁存允许信号输入端。在存取外存储器时，用于锁存低 8位地址信号。当单片机正常工作后，ALE 端就周期性地以时钟振荡频率的 1/6固定频率向外输出正脉冲信号。此引脚的第 2 功能 PROG 是对片内带有 4K 字节EPROM 的 8751 固外程序时，作为编程脉冲输入端。PSEN：程序存储器允许输出端。当片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。CPU 从外部程序存
8、储器取指令时，PSEN 信号会自动产生负脉冲，作为外部程序存储器的选通信号。基于单片机的万年历设计4EA/Vpp：程序存储器地址允许输入端。当 EA 为高电平时，CPU 执行片内程序存储器指令，但当 PC 中的值超过 0FFFH 时，将自动转向执行片外程序存储器指令；当 EA 为低电平时，CPU 只执行片外程序存储器指令。3）.I/O 口引脚P0.0P0.7:P0 口 8 位双向 I/O 口；P1.0P1.7:P1 口 8 位准双向 I/O 口；P2.0P2.7:P2 口 8 位准双向 I/O 口；P3.0P3.7:P3 口 8 位准双向 I/O 口。3片外总线结构分为三部分：数据总线 Dat
9、a Bus(DB）,地址总线 Address Bus (AB）,控制总线 Control Bus(CB).AT89S52AT89S522.1.22.1.2 时钟电路模块时钟电路模块1. DS1302 的结构及工作原理 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
10、1202 的升级产品，与 DS1202 兼容，商丘工学院毕业论文5但增基于单片机的万年历设计6加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。2. 引脚功能及结构 图 1 所示出 DS1302 的引脚排列,其中 Vcc1 为后备电源，VCC2 为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。当 Vcc2 大于 Vcc10.2V 时，Vcc2 给 DS1302 供电。当Vcc2 小于 Vcc1 时，DS1302 由 Vcc1 供电。X1 和 X2 是振荡源，外接32.768kHz 晶振。RST 是复
11、位/片选线，通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中 RST 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc2.5V 之前，RST 必须保持低电平。只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。I/O 为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK 始终是输入端。3. 数据输入输出(I/O)在控制
12、指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从低位即位 0 开始。同样，在紧跟 8 位的控制指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据，读出数据时从低位 0 位到高位 7。2.22.2 其他模块器件其他模块器件2.2.12.2.1 74LS16474LS164商丘工学院毕业论文7它是个串入并出的 8 位移位寄存器，它常用于单片机系统中，下面结束一下这个元件的基本知识：74LS164 引脚图74LS164_内部功能图74LS164_逻辑符合表串行输入带锁存 时钟输入,串行输入带缓冲 异步清除 基于单片机的万年历设计8最高时钟频率可高达
13、 36Mhz 功耗：10mW/bit 74 系列工作温度： 0C to 70C Vcc 最高电压：7V 输入最高电压：7V 高电平：0.4mA 低电平：8mA2.2.22.2.2 CON8CON8它是一个排插符号 ，也就是一个插座，可以通过一个插头将 89C51 的 P0口引到外面的有关电路作扩展用，也可以作为备用。2.2.32.2.3 其他元器件其他元器件电阻，电容，发光二极管，三极管若干。商丘工学院毕业论文9第三章第三章 结构设计部分结构设计部分3.13.1 显示部分设计显示部分设计基本显示原理：时钟开始显示为 0 时 0 分 0 秒，也就是数码管显示，然后每秒秒位加 1 ，到 9 后，1
14、0 秒位加 1，秒位回 0。10 秒位到 5 后，即 59 秒 ，分钟加 1，10 秒位回 0。依次类推，时钟最大的显示值为 23 小时 59 分 59 秒。这里只要确定了 1 秒的定时时间， 其他位均以此为基准往上累加。 同时时钟达到最大值的时候天数也增加一位，知道显示了 7 后再变为 1，同时阴历和阳历的天数也加 1，根据不同的月份显示的天数阳历有 28，29，30，31 天，阴历就要经过计算得到，到了 12 个月后，年数自动增加 1，以此类推，显示万年历的现实。另外，连接方式总电路图上可以看到，这里就不做说明了，下图为显示部分的电路图。基于单片机的万年历设计10显示部分电路图3.1.13.1.1 万年历优化算法万年历优化算法1.阳历算法
