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1、河南工程学院单片机实训报告学 院 电气信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 组员及学号 李 东 盼 201250712138 高 辉 201250712216 屈 海 兴 201250712213 设计题目电子万年历的设计制作 指导教师 翁 嘉 民 内容：电子万年历能显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒和阴历月、日以及实时温度。实现的功能及要求基本要求A、 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；B、 具有年、月、日、星期、时、分、秒校准功能C、 校准时具有闪烁功能。D、 具有实时温度显示功能。摘要本文通过一个基于单片机的能实现数字显示功能万年历的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在
2、各方面的应用。系统由主控制器AT89S52、时钟电路DS1302.、显示电路、按键电路和复位电路等各部分构成，能实现时钟日历显示功能，能进行时、分、秒的显示。关键词：单片机，农历查询，万年历AbstractBased on a micro controller based on the will to achieve calendar of a multi-functional electronic clock design.thereby achieve studying and understanding the relevant directives SCM in all aspects
3、 of the application. By main control AT89C51、clock circuit DS1302、display circuit、key stroke circuit and in store circuit componented ,to achieve clock calendar display function can be carried out, hours seconds of the show and real-time temperature display.Key words Monolithic single-chip, lunar ca
4、lendar demand, perpetual calendars 目录1 、绪 论52 、引 言62.1课题的背景、研究意义62.2实现的功能及要求6 2.3方案论证.6 3、系统硬件电路设计.73.1 单片机控制系统原理73.2 硬件的设计总框图83.3 各功能模块硬件设计及实现93.3.1、 AT89S5293.3.2、 DS1302实时时钟芯片143.3.3、 温度模块183.3.4、 1602液晶显示器203.4 电路总图：244、 系统程序设计254.1主程序流程图254.2 中断服务程序265、 心得体会276、参考文献287、 附录29第1节 系统程序设计291、绪 论本设计
5、主要分为硬件电路设计和软件实现两大部分。硬件电路设计采用模块设计：中央处理电路、时钟电路、温度测量电路三大部分；软件采用C语言编程实现，设计采用按功能模块划分，包括：主程序、显示程序、温度测量程序、时钟程序等。在中央处理器上我们采用MCS-51单片机,该单片机是集CPU ,RAM ,ROM ,计数和多种接口于一体的微控制器。自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易，广泛应用于智能生产和工业自动化上。在时间功能上主要依靠实时时钟芯片DS1302来完成大部分功能，DS1302是具
6、有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路，它以其接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。它的主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。所以用此款芯片来实现时间功能是完全能满足电路的要求。温度方面工作由数字式温度传感器DS18B20来完成，这款温度传感器是具有线路简单，体积小，方便易用等特点，温度测量范围为55125,可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。选用这个芯片使电路简化，提高了效率。本课题通过MCS-51单片机来设计，采用Keil C语言进
7、行编程，可以实现以下一些功能：小时、分、秒和年、月、日的显示，定时报警功能。本设计万年历由时钟电路，LCD显示电路，定时报警电路，按键调整电路四部分组成。51单片机通过软件编程，在LCD1602液晶屏上实现小时、分、秒和年、月、日的显示；利用时钟芯片DS1302来实现计时，定时功能；通过两个按键开关，一个用于时钟的调节，一个用于闹钟的调节，来实现参数设置和调节功能；到达设置的闹钟时间时，由蜂鸣器发声，起报警作用。本次设计的电子时钟，经过对比测试，发现实际计时的走时精度较高，可满足多种场合的应用需求。本文详细介绍了AT89S52单片机的基本原理，分析了AT89S52各个管脚的功能及它在设计电路中
8、的作用。本文论述了LCD1602液晶屏和时钟芯片DS1302的工作原理及其软件设计过程。2、引 言单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口 （I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。它是一种集计数和多中接口于一体的微控制器，被广泛应用在智能产品和工业自动化上，而52单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高
9、，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，万年历用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LCD显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对。2.1 课题的背景、研究意义 随着电子技术的迅速发展、时间的流逝，从观察太阳、摆钟到现在的电子钟，人类不断的研究、不断创新。现市场的电子钟具有低耗能的实时时钟电路，它们可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有润年补偿等功能，且使用寿命长、误差小、使用方便，电子万年历的出现给人们的生活带来的诸多方便。目前，国际上的电子万年历正从模拟模式向数字式、由集成化向智能化的方向飞速发展。 综上所述此万
10、年历具有可取方便、显示直观。功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。2.2方案论证显示模块选择方案和论证： 方案一：采用LCD数码管动态扫描，LED数码管价格适中，对显示数字最合适，而且采用动态扫描法和单片机连接时，占用的单片机口线少，但这里显示为数多，所要求是数码管多，成本高。方案二：采用LCD液晶显示屏，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，虽价格昂贵，但接口线多，所以在此设计中采用LED液晶显示屏。时钟芯片的选择和论证： 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
11、秒、分、时、日、周、月、年以及润年补偿的年近计数，而且精度高，结果简单，所以采用DS1302时钟芯片。 方案二：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，实用程序实现年、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。且算法复杂，所以不采用此方案。 经论证本次设计采用AT89s52作为主控制系统，DS1302提供时钟，采用LED液晶作为显示。3、系统硬件设计3.1单片机控制系统原理方案一：采用 CPLD作为主控制器控制外围电路进行电压、频率测量，时钟控制、温度测量、键盘和LED控制、报警控制。此方案逻辑电路复杂，且灵活性较低，不利于各种功能的扩展，在
12、测电压时将通过A/D测得的数值转化为电压有效值时有一定的困难。 方案二：采用 AT89S52单片机来实现系统的控制。键盘四个独立按键控制，时钟芯片采用DS1302，温度传感器采用DS18B20。此系统硬件简洁，将复杂的硬件功能用软件实现，因此系统控制灵活，能很好地满足本题的基本要求和扩展要求。此方案基本原理框图如图1所示。 比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能完全达到设计要求，故采用第二种方案。3.2 硬件的设计总框图液晶显示部分DS18B20温度传感器部分AT89S52单片机DS1302实时时钟部分键盘输入部分 图1. 系统方框图 本次设计的基于单片机控制的电子万年历，
13、其具有年、月、日、星期、时、分、秒的显示功能；具体时间与阴、阳历能够自动关联；可以设置闹铃的功能。其具体实现过程就是由主控制发送信息给DS1302时钟芯片再由时钟芯片反馈给LCD显示信息。并且可以在键盘设置模块输入修改时间，设置闹铃等信息，当键盘设置时间、日期时，单片机主控制根据输入信息，通过串口通信此传送给DS1302时钟芯片，DS1302芯片读取当前新信息产生反馈传送给单片机，然后单片机根据控制最后输送显示信息到LCD模块上显示3.3 各种功能模块硬件设计及实现本设计以单片机AT89S52为控制核心，由实时时钟部分、显示部分、键盘输入部分、温度采集部分等部分组成。其中实时时钟采用DS130
14、2可实现年月日时分秒等时间信息的采集和闹钟功能。温度检测模块由DS18B20集成温度传感器对现场环境温度进行实时检测。键盘采集部分由四个独立按键组成，可实现时间显示、闹钟设置、环境温度测量等功能。硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现此设计基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性； 软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。 3.3.1 、AT89S52单片机AT89S52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的CMOS8位单片机片内8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。AT89S52单片机可为你提供许多高性价的应用场合，可灵活的应用于各种控制领域。主要性能参数： 与MCS-51产品指令系统的全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器图2. 单片
