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1、天津理工大学专业设计报告设计题目：液晶显示电子万历年设计人： 系别：电子信息工程系 专业：电子信息科学与技术指导老师：时间：2010年12月1日至2010年12月31日目 录关键词：时钟日历；AT89S52；LCD1602；DS12887；DS18B20；单片机第1章 设计要求与方案论证 1.1 设计要求1.2系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 21.2.2 显示模块选择方案和论证 21.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 2第2章 系统的硬件设计与实现 2.1 电路设计框图 32.2 系统硬件 32.2.1系统硬件概述32.2.2元件叙述32.3 主要单元电路的设计 1
2、02.3.1单片机主控制模块的设计 102.3.2时钟电路模块的设计 102.3.3 LCD1602液晶显示模块的设计 112.3.4 电路原理及说明 12第3章 系统的软件设计3.1程序流程框图 143.2 子程序的设计 153.2.1读写日期、时间子程序153.2.2 各功能按键子程序16第4章 测试方案及结果4.1 测试仪器204.2硬件测试204.3软件测试204.测试结果分析与结论204.4.1 测试结果分析204.4.2 测试结论20参考文献21附录一：系统电路图22附录二：系统程序清单23附录三：系统使用说明书29第1章 设计概述1.1设计要求（）基本要求 具有年、月、日、星期、
3、时、分、秒等功能； 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；( 2 ) 创新要求 具有设置闹钟功能； 具备闹铃功能；1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证：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,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AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工
4、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。所以选择采用AT89S52作为主控制系统.1.2.2 显示模块选择方案和论证：方案一：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格便宜,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，但是如果显示年月日、时分秒、星期、温度，要求的LED数码管数量比较多，而且接线麻烦，所以不采用LED数码管作为显示。方案二： 采用点阵式数码管显示，点阵式数码
5、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。方案三： 采用LCD1602液晶显示屏,价格相对比较贵，但是液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,令作品效果更佳，所以在此设计中建议采用LCD1602液晶显示屏。1.2.3时钟芯片的选择方案和论证：方案一： 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。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。方案二： 采用DS12887时钟芯片实现时钟，DS12887芯片是一种
6、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. 1.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89S52作为主控制系统; DS12887提供时钟; LCD1602液晶显示屏作为显示。第二章 系统硬件设计与实现2.1 电路设计框图AT89S52主控制模块键盘模块温度采集模块LCD1602液晶显示模块DS12887时钟模块2.2 系统硬件2.2.1系统硬件概述本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低
7、压工作；时钟电路由DS12887提供，它是一种高性能、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。DS12887内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由LCD1602液晶显示屏对数字、字母的显示。2.2.2元件叙述（1）AT89S52主要性能： 与MCS-51单片机产品兼容
8、 、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、 全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器 八个中断源 、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针 、掉电标识符 。 功能特性描述 At89s52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程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允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU
9、 和在系统 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，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8
10、K 字节在系统可编程 Flash AT89S52 P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。 在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验 时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用
11、时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能 P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲
12、器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR） 时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。 在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 TT
13、L 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。（2）1602字符型LCD简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图：图1602字符型液晶显示器实物图1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基
