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1、CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY科科 研研 实实 践践项目名称项目名称: 电子万年历设计 二级学院： 电子信息与电气工程学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 10 电二 学生姓名： 祝学东 学号： 10020442指导教师： 庄志红 职称： 副教授 起止时间： 2013年12月9日2013年12月20日 摘摘 要要本设计是电子万年历。具备三个功能：能显示：年、月、日、时、分、秒、星期，并具有可调整日期和时间功能。 该电子万年历使用 12MHZ 晶振与单片机 AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现了以 24 小时为一个周期，同时显示小时、分钟和秒的要
2、求。利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据。同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。电子万年历设计与制作可采用数字电路实现,也可以采用单片机来完成。若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,这样一来就降低了硬件电路的复杂性,从而使得其成本降低,更适合我们大学生自主研发。AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机
3、，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，AT89C52 单片机在电子行业中有着广泛的应用。关键词：关键词：单片机 数字显示 动态扫描 时间日期可调目目 录录第一章 设计论证及要求.11.1 设计应用意义 .11.2 设计方案论证 .11.2.1 单片机芯片选择.11.2.2 显示模块选择 .11.2.3 时钟芯片选择 .21.3 设计流程 .2第二章 系统硬件电路设
4、计.32.1 CPU 时钟 .32.2 主控芯片 AT89C52 模块.32.3 显示控制电路的设计及原理.42.4 按键电路设计.6第三章 系统软件设计.73.1 软件主流程.73.2 初始化程序及宏定义 .93.3 主程序 .103.4 显示子程序 .123.5 按键子程序.153.6 延时子程序.16第四章 系统调试与分析.17第五章 设计总结.20第六章 参考文献.21附一 元件清单.22附二 仿真原理图.23附三 程序清单.24附四 实物图.35第一章第一章 设计论证及要求设计论证及要求1.1 设计应用意义设计应用意义二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时
5、代扮演着极为重要的角色。电子万年历的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。所以说单片机的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。由于社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子万年历发展并且投入市场得到广泛应用。1.2 设计方案论证设计方案论证1.2.11.2.1 单片机芯片选择单片机芯片选择方案一: 采用 89C51 芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM，内部具有 4KB ROM 存储空间,能于 3V 的超低压工作,而且与 MCS-51 系列单片机完全兼容
6、,但是运用于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二: 采用 AT89C52,片内 ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V 的超底压工作；同时也与 MCS-51 系列单片机完全该芯片内部存储器为 8KB ROM 存储空间，同样具有 89C51 的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。但由于课程学习是主要以 AT89C51 为主，因此选择 AT89
7、C52。1.2.21.2.2 显示模块选择显示模块选择方案一：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.方案二：采用 LED 数码管动态扫描,LED 数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。所以采用了 LED 数码管作为显示。1.2.31.2.3 时钟芯片选择时钟芯片选择方案一：采用 DS1302 时钟芯片实现时钟，DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的
8、 RAM 做为数据暂存区，工作电压 2.5V5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于300nA。此方案虽然时间精度高，但电路复杂，设计成本高，所以不采用。方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案减少芯片的使用，节约成本。本次设计采用单片机提供秒信号，用定时器 T0 的模式二（8 位自动重装计数初值的计数值） 。1.31.3设计流程设计流程熟悉硬件 了解各引脚功能分块设计各部分电路将分块的电路组合认真学习单片机汇编语言完成整体电路图确定变成结构和思路综合各程序完成整体程序编辑各个程序模块用 Proteus 画出电路图调试程序，进行修改对
9、仿真问题进行改正 画出仿真图进行仿真准备器件、搭接电路仿真成功软硬件结合，完成任务书要求验证硬件电路成功进行扩展第二章第二章 系统硬件电路设计系统硬件电路设计2.12.1 单片机时钟信号单片机时钟信号单片机由外部电路提供时钟信号。本实验使用 11.0592MHz 的晶振、30pF 的电容组成单片机的时钟电路。如图 2-1 所示：图 2-1 时钟电路2.22.2 主控芯片主控芯片 AT89C52AT89C52 模块模块AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用AT
10、MEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。图 2-2 AT89C52 管脚图AT89C52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入 /输出（I/O）端口，同时内含 2个外中断口。 3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线，AT89C52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。2.32.3 显示电路的设计
11、及原理显示电路的设计及原理就时钟而言，通常可采用液晶显示或数码管显示。由于一般的段式液晶屏，需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动电路和微处理器接口的液晶显示模块（字符或点阵） ，一般多采用并行接口，对微处理器的接口要求较高，占用资源多。另外，89C52 本身无专门的液晶驱动接口，因此，本设计采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合。初始化时，由软件编写的指令就集中在显示功能的设置上。数码管引脚如图 2-3 所示。图 2-3 数码管引脚定义本设计采用动态扫描法，单片机 P1.7 控制第一只数码管，P1.6 控制第二位，P1.5控制第三位，P1.4 控制第四位，P1.3 控制第五位，P1.2 控制第六位， P0 口控制八位数据，轮流选题六只数码管，先开通一只数码管，其余关闭，让 P0 显示数据，延秒一定时间后关闭数码管。设计如图 2-4 所示。图 2-4 显示电路设计实物选用六位八段数码管 LG3661AH，其管脚排列如图 2-5 所示。图 2-5 6 位共阴数码管管脚图2.42.4 按键电路设计按键电路设计由于我设计的是电子万年历，需要实现多种功
