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1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘要随着电子技术的迅速发展，特别是大规模集成电路的出现，人类生活发生了根本性的变化。以单片机技术为核心的产品已走进了千家万户，数字万年历的出现更是给人们的生活带来诸多方便，本文就实现了基于AT89S52单片机的多功能数字万年历的设计。本设计以AT89S52单片机技术为核心，以各种硬件电路为基础，软件采用汇编语言进行编写，为了便于扩展和更改，采用模块化的程序设计方法，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，系统升级更加简单方便。系统以点阵式带字库12864液晶模块为载体显示数据，所以具有人性化的操作界面和美观的页面效果，可以显示公历日期、时间、农历日期、星期、温度，并
2、有闹铃功能。用户可以通过按键调节系统时间、设定闹铃时间。最后完成了组装与调试。关键词：AT89S52单片机；数字万年历；12864液晶模块 AbstractWith the rapid development of electronic technology, especially the emergence of large-scale integrated circuits, human life there has been a fundamental change. The products have entered tens of thousands of households wh
3、ose core is single-chip technology, the emergence of digital calendar is to bring a lot of peoples lives easy, This article worked out a design of multi-functional digital calendar based on the single chip AT89S52.The design of single-chip AT89S52 technology as the core, based on a variety of hardwa
4、re circuitry and used assembly language for the preparation of software, In order to facilitate the expansion and changes to the design, procedures for the use of modular design method so that the logic of the relationship between program design more concise, the system more simple and convenient to
5、 upgrade. System use dot-matrix LCD Module 12864 font display as the data carrier and therefore have a human interface and aesthetic page will show the calendar date, time, Chinese date, week, temperature, and has alarm functions. Users can adjust the system time or set the alarm time through the bu
6、tton. I completed the assembly and commissioning finally.Key words: Single-chip AT89S52 Digital Calendar LCD Module 12864目录1引言11.1 课题研究背景与现状11.2本课题所做的工作22数字万年历硬件设计32.1 电源电路设计32.2微控制器选择42.3温度测量环节设计82.4时钟芯片环节102.5显示电路设计132.6 定时闹铃、按键电路设计163 数字万年历软件设计183.1 软件总体设计183.2按键扫描并处理程序流程193.3 相应数据加一程序流程203.4 游标显
7、示控制程序流程223.5 温度测量元件控制程序流程223.6 时钟芯片读写程序流程234系统调试254.1系统硬件调试254.1.1微控制器硬件调试254.1.2时钟芯片硬件调试254.1.3蜂鸣器硬件电路调试264.2系统软件调试264.2.1时钟芯片软件调试274.2.2显示部分软件调试274.2.3按键部分软件调试285 总结29致谢31参考文献32附录33附1：系统原理总图33附2： 系统实物图片34附件3：系统程序351引言1.1 课题研究背景与现状时间是科学技术中最基本的物理量之一，无论是农业生产，还是工业自动控制，都与时间息息相关，尤其是中国的农业生产，和农历日期联系紧密，准确的
8、农历日期，为农业生产、农民生活带来极大方便。工业生产中的延时动作，定时动作等对时间的精确度要求较高。小到运动员的百米赛跑，大到一项工程的实施，都和时间密不可分，所以，万年历随处可见。但是，随着科技的发展，人们生活水平不断提高，人们所关心的不仅仅是时间，还有其他一些像室内温度、农历日期、星期等和人们生活联系紧密的数据，甚至对数字万年历的外观也提出新的要求，这就对万年历的功能提出新的更高的要求。近年来随着计算机在社会各领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制方式日新月益。控制方式有从模拟控制向数字控制转变的发展趋势。微控制芯片具有强大的逻辑运算能力，它的出现，使得数字万年历不
9、仅能给人们提供时间，而且还能提供很多新的功能，例如：温度显示、农历显示、节气提示、语音提示、日程表、生日提示、星座查询、录音放音、风景控制等。现在的好多数字万年历产品都通过控制内置灯光对万年历表面装饰图片进行扫描，实现动态风景；通过控制语音芯片发出各类鸟叫的声音，使人们生活在自己的房间里，仿佛身处大自然！可见，现在的数字万年历不仅仅是一个智能化的、可以提供多信息的器件，更是室内的一道风景。上海礼品公司生产的多功能万年历具有LED灯显示、年历、月历、时间显示、12小时或24小时制式、选择四组定时闹铃、整点铃响、按键音、小于100小时倒计时、世界16个城市现在时查询、1900年到2099年月历查询
10、、八位数四则运算、百分比计算 M+、M-和MRC存储运算功能货币换汇计算。可见，多功能智能化数字万年历是以后万年历发展的方向，基于微控制芯片的数字万年历可以满足人们对万年历的多功能、界面友好和智能化的要求，数字控制技术将引起万年历新的重大改变。1.2本课题所做的工作 首先，本课题对系统主要功能进行分析，确定该系统的主要功能是：阳历日期、时间显示、农历日期显示、星期显示、环境温度显示和定时闹铃，并可以修改时间，在修改时间的过程中，可以对月份天数自动判断。其次，系统设计要做的工作是电源分析和设计，该设计选用的集成芯片都采用+5V电源供电，所以，要先对常见220V交流电源进行变换，得到较为稳定的、可
11、以满足系统要求的+5V稳压电源。最后，要对选用的芯片进行学习，尤其是其工作时序，这是实现系统的关键。温度检测采用DS18B20，由于DS18B20是单总线温度传感器，所以，对其控制需要较严格的时序。通过查阅资料和仿真掌握单总线数字温度传感器的时序要求和工作流程，该系统主要应用了DS18B20的跳过ROM匹配、温度转换、读取温度指令等。时钟芯片采用DS1302，为三总线时钟芯片，为了能够使其正常工作，要学习其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、读取时间寄存器数据、写入时间寄存器数据等。DS1302时钟芯片内部没有集成备用电源，所以，要对其掉电保护环节进行考虑和设计。显示器件选用点阵带字库型1286
12、4液晶模块，由于液晶模块在写入指令或数据后，要经过一段时间才能完成内部动作，所以，对其读写控制时要有必要的延时，以等待液晶模块完成内部动作，才能使写入的数据或指令有效。带字库型液晶模块有基本指令集和扩充指令集，本设计不需要显示图片，所以，采用基本指令集。在时间设定环节，要有设定提示，本系统以游标闪烁方式提示用户当前所修改的数据，为此，要对游标闪烁控制方式进行学习。 2数字万年历硬件设计该系统采用220V交流电供电，自带电源变换电路，在交流断电的情况下，仍能保持正确走时。微控制芯片采用Atmel公司的AT89S52，其内部含有8k字节Flash，支持USBISP编程，十分方便。温度传感器选用DS
13、18B20，它支持3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。时钟芯片选用美国Dallas公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片DS1302。显示部分选用界面友好的YM12864R液晶模块，其内部采用ST7920A控制器，内置8192个中文汉字（1616），编程方便，可以节约很多的程序存储器空间。稳压芯片选用三端稳压器件7805，简单易用、价格低廉。2.1 电源电路设计电源是系统能够工作的基础，电源的好坏直接影响到系统的性能。一个好的电源，可以给系统提供足够的能量，从而使系统运行稳定。我们常见的、也比较容易获得的电源是220V交流电，而该系统以集成芯片为硬件基础，其需要大约+5
14、V的直流电源。如何对易得的220V交流电进行变换，使其符合系统+5V的电压、功率需求，是首先要解决的问题。7805123INPUTGNDOUTPUT 图2-1 7805管脚7805为三端正稳压电路，TO-220封装，如图2-1所示。在输入电压范围为7V-15V时，输出端输出较为稳定的+5V电压。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A，且价格低廉，应用十分广泛，能够满足该系统+5V工作电压需求，所以该系统选取7805作为稳压元件。220V交流电经过9V变压器，再经过DB107全桥整流芯片，经过2200uf电容滤波作为7805的输入电压，在7805输出端就可以得到系统所需要的+
15、5V电源，其硬件电路原理如图2-2所示。图2-2 电源电路硬件原理2.2微控制器选择今天，微处理器已经无处不在，无论是录像机、智能洗衣机、移动电话等家电产品，还是汽车引擎控制，以及数控机床、导弹精确制导等都要嵌入各类不同的微处理器。微处理器不仅是微型计算机的核心部件，也是各种数字化智能设备的关键部件，其芯片管脚如图2-3所示。图2-3 AT89S52芯片管脚AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。AT89S52具有8K在线系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在线系统可编程，亦适于常规编程器。在芯片上，具有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门
