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1、第一章 绪论作为中国的一种传统东西，挂历在人们心中一直有着特殊的含义。因为挂历除了有查阅日期、方便记事等功能外，还是一种颇有文化品位的装饰物。而对于一些公司、企业，在挂历上印刷一些自己的产品、服务内容、联系电话等，无疑也是一种宣传，也正是因为如此，挂历长期以来一直受到人们的青睐。而今随着时代发展，据调查发现90%的家庭表示今年将不买挂历；其中50%的市民家庭的挂历是单位发或他人送；但这50%的市民表示，如果单位不发、他人不送，自己也不会主动去买。那么是什么让我们的传统如此疲软呢？众所周知，传统挂历最大的功能是查看日期，装饰其次，作为礼品则是最后。近些年随着生活水平的提高，人们获知日期的途径已越
2、来越多。据中国社会调查事务所(SSIC)在北京、上海等地对265位居民进行的计算机辅助电话调查显示（此项调查为多选题）：有68%的被访者看日历，有62%的被访者看台历(其中有21%的被访者使用的是电子台历)；有27%的被访者看手机；有20%的被访者看手表；有14%的被访者看街上的显示牌；有33%的被访者看电视；有60%的被访者看报纸；有16%的被访者听广播；有42%的被访者上网；有12%的被访者向别人打听。由此表明，挂历实用功能的弱化直接导致了挂历市场的“疲软”。 那么，曾经被认同的装饰功能呢？回答也是否定的。很多人已经明确表示，明年不挂挂历。因为消费者认为花很大力气装修的房子，有谁愿意在墙上
3、打个眼儿挂挂历呢？影响美观不说，还很俗气。至于礼品功能，大多数消费者都认为现在用挂历当礼品有点不够档次。随着电子科技的不断发展，传统的挂历已被一些高档的电子台历所取代，与传统的挂历相比，电子台历融合了挂历和时钟的优点，能昼夜清晰地显示年、月、日、时、分、秒、日期、气温于一体，外观新颖，造型别具一格。除此之外由于挂历制作成本相对较高，挂历的销售价格也大多在530元之间，而一个电子台历的价格也在这之间，但是挂历只能用一年，而电子台历则不一样，对若干年前后的日期都可以查询，但考虑到其寿命原因，至少也可用58年。在价格相差不大的情况下，电子台历的性价比显然要高的多，就其阅读功能而言，电子台历阅读起来更
4、加方便，同时他还有闹铃和显示温度的功能，这比传统的挂历要强大的多。其实现的方法也很简单，用一个单片机和LCD液晶显示器就可以实现，由此可见，电子台历的市场经济开发价值要比挂历高的多，电子台历取代传统的挂历已成为不可抵挡的趋势。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。【4】在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间
5、精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。市场上有许多电子钟的专用芯片，如：LM8363、LM8365等，但是它们功能单一，电路连接复杂，不便于调试。所以，考虑到用单片机配合时钟芯片，可制成功能任意的电子钟，而且可以做到硬件简单、成本低廉。所以本系统采用了以广泛使用的单片机STC89C52为核心，配合时钟芯片DS1302。软硬件结合，使硬件部分大为简化，提高了系统的稳定性，并采用1602LCD显示电路、键盘电路，使得操作简单，此外还结合了闹铃电路。本方案设计出的电子台历可以显示时间、温度、设置闹铃功能等。本次设计重点研究实现单片机、时钟芯片这
6、种模式的电子台历，从原理上对单片机和时钟芯片有了深一步的认识，这些基本功能完成后，在软件基础上实现时间显示、温度显示、闹铃功能。单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理
7、和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。本次设计，使用了这两个软件。第二章 电子台历总体方案设计及结构图【5】 2.1设计思路 用STC89C52处理产生的内
8、部时钟数据或者是读取外部时钟数据和采集外部传感器的信息进行处理，并暂时寄存在其内部的存储器中，再通过单片机调用内部RAM的数据并送到LCD液晶显示器或者LED数码管上显示。2.2设计方案方案1：单片机的工作频率一般在12MHZ左右，而且内部还附有定时器、计数器，可以产生精确的1s定时，由此可以用定时中断的方式产生精确的1s时间，秒位不断的加1，再设计分、时、星期、日、月、年之间的进制，使之产生进位。本方案只需要单片机最小系统加上显示电路，再设计简单的程序算法就可以实现。对于测温电路，可使用热敏电阻之类的器件，利用其感温效应，在把随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片
9、机进行数据的处理。在显示电路上，采用数码管就可以将年、月、日、星期、时、分、秒和室内温度显示出来。方案2：电子台历时钟采用单片机STC89C52控制实时时钟芯片DS1302，能达到走时准确且掉电后不丢失数据。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，且仅需要用到三个口线复位RESET、I/O数据线、SCLK串行时钟。温度计要灵敏反映室温的变化，这样可采用单片机与数字式温度传感器DS18B20通讯，采集温度数字信号进行处理。DS18B20通过一个单线接口发送或接收信息，因此在单片机与DS18B20之间仅需一条连接线。在显示电路上，采用16*2LCD液晶显示器将年、月、日、星期、
10、时、分、秒和室内温度显示出来。2.3方案比较选择对于方案1，单片机虽然可以产生精确的秒信号，但是单片机在处理闰年上会比较麻烦，加之一旦单片机断电后，所有的时间都要重新调整。对于测温电路，采用热敏电阻的输出电压温度特性，要加上A/D转换，温度传感信息才能被单片机接收，这种设计需要用到A/D转换电路、感温电路，比较麻烦。在显示电路上，采用LED数码管的话要用到单片机的许多I/O口，甚至I/O口不够用，还需要接上其它芯片（如8155）来扩展I/O口，比较繁琐。例如：利用Intel 8155为STC89C52扩展并行口，通过Intel 8155外接由八个LED数码管构成的显示器和由4个按键构成的键盘。
11、该系统以单片机为核心，通过外接键盘，显示电路来实现的。由于外接键盘电路和显示电路需占用单片机的口线，而单片机的资源是有限的，在充分利用单片机资源的同时，还能扩展其资源，使设计的整体电路应用范围更广，因此可以选择能扩展单片机口线的芯片为其扩展硬件资源，又由于Intel 8155在扩展口线的同时，还能为单片机扩展定时器计数器和RAM资源空间。该方案是采用Intel 8155芯片对单片机进行扩展，其显示部分就与Intel 8155接口，数码管的段控由PA控制，位控由PB口控制。设计方框图如下2-1所示：STC89C52主控制器显示器驱动电路8155复位电路时钟电路键盘电源电路2-1方案一设计方框图对
12、于方案2，单片机不用去产生时钟的数据，时钟的数据由时钟芯片DS1302单独产生，并寄存在其内部的寄存器上，单片机可以通过三总线与它通讯，不仅可以对它进行读取实时时钟数据，还可以对它进行编程，设置它的工作模式。单片机只是处理从DS1302读出来的数据并送至显示，大大减轻了单片机的负担。而且DS1302可以通过后备电池继续工作，内部的时钟还在走动，下次启动后不用去调整时钟，方便使用。基于同样的原理，DS18B20也是独立的传感器，只要单片机配置它的工作状态后它就可以独立工作，内部已经把模拟信号转换成数字信号，并把数字信号储存在其内部的寄存器中。同样，单片机通过单总线与它通讯，可以处理912位的温度
13、数字数据。在显示电路上，采用1602LCD液晶显示器，能容纳年、月、日、星期、时、分、秒、温度等信息的显示。LCD显示器只需占用11个I/O口就可以工作了，不用其它扩展芯片，总体上使电路简单化。故本次设计采用第二方案。在STC89C52的P0口接1602LCD的D0D7口 ,P2口外接4个按键SET、UP、DOWN、QUIT（对应于P2.0P2.3）。2.4电子台历的工作原理根据方案2，设计的总体方框图如下图22所示，控制器采用单片机STC89C52，温度传感器DS18B20，16*2的LCD液晶显示屏实现年、月、日、星期、时、分、秒、温度的显示。DS1302时钟LCD显示器STC89C52主
14、控制器按键DS18B20传感器器复位按键12MHZ晶振22 总体的方框图241实现时钟计时的基本方法电子台历时钟采用单片机STC89C52控制实时时钟芯片DS1302，能达到走时准确且掉电后不丢失数据。单片机不用去产生时钟数据，时钟数据由DS1302单独产生，并寄存在其内部的寄存器中。把定时器设为工作方式为1，定时时间为50ms，定时器0定时1分钟作为闹铃时间，定时器1用来计时设置键按键次数。242电子台历的显示在上电或者复位时，LCD显示年，月，日，星期，时，分，秒、温度。如 第一排显示：2011-05-27 week5 第二排显示：23:59:55 25.0243电子台历的启、停及时间调整
15、电子台历设置4个按键，通过持续控制来完成电子台历的启、停及时间调整。其功能如下： A（SET）键用于模式调整，形成一个循环，按一次对时调整。再次按键，一次对分、年、月、日、星期、闹铃时、闹铃分调整。B(UP)键用于按下A键时进行加1操作，C(DOWN)键用于按下A键时进行减1的操作。D(QUIT)键用于确认操作。能从00时00分00秒到23时59分59秒地循环计时，过23时59分59秒，日期增加1，当日期达到1个月后，月位进1，满12个月后，年位增加1，年的首2位始终保持不变，范围是20002100年。第三章 硬件单元电路的设计3.1硬件电路主要芯片的功能介绍 本次设计的电子台历系统主要包括单
16、片机主控制器STC89C52、温度传感器芯片DS18B20、时钟芯片DS1302、1602LCD液晶显示芯片。3.1.1单片机主控制器STC89C52【6】STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用Atmela公司的高密度、非易失性存储技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52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。STC89C52单片机内部总线是单总线结构,即数据总线和地址总线是公用的。 S
