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1、单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：万年历 学院名称： 电气工程学院专业班级：学生：学号：指导教师：设计地点 ：设计时间 ：指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日 / 单片机系统课程设计课程设计名称： 万年历 专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间： 单片机系统 课程设计任务书学生专业班级学号题目课题性质工程设计课题来源选题指导教师主要容（参数）1、 显示阳历年、月、日、时、分、秒、星期2、 可用按键对时间、日期进行调整任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务与要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件与元
2、件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求容完整、图表清晰、文理流畅、格式规、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 迎新单片微型计算机原理、应用与接口技术（第2版）M：国防工业，20042伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书3 阎石数字电路技术基础（第五版）：高等教育，2006审查意见系（教研室）主任签字： 年 月 日 摘 要：随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临，各种各样的小型智能家电产品陆续出现在我们的生活中。日历是人们不可或缺的日常用品。但一般日历都为纸制用品
3、，使用不便，寿命不长。电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。本设计以AT89C52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片，完成时间的调整和掉电保护，全部信息用LED数码管显示。时间、日期调整由按键来实现。日历能显示阳历和时、分、秒。关键词：万年历；52系列单片机；时钟芯片目录1 概述12 总体方案设计12.1 方案1基于AT89C52单片机的万年历设计12.2 方案2基于AT89C52单片机和DS1302的万年历设计22.3 总体方案23 硬件电路设计33.1 主控器 AT89C5233.1.1 AT89C52的主要性能43.1.2 AT89C52的引
4、脚与其功能43.2 时钟电路的设计73.2.1 DS1302的性能特性73.3.2 DS1302数据操作原理83.3 显示电路的设计103.4 键盘接口的设计124 系统软件设计124.1 主程序设计134.2 中断服务程序设计134.3 子程序设计144.3.1 延时子程序144.3.2 数码管动态扫描子程序144.3.3 定时器初始化子程序154.3.4 键盘扫描子程序154.3.5 显示子程序165 系统调试与总结16参考文献19附录A 源程序20附录B 系统原理图291 概述在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有C
5、PU控制器或者是单片机。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以与人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。本文设计的电子万年历属于小型智能家用电子产品。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路，可实现时间的调整和显示。电子万年历既可广泛应用于家庭,也可应用于银行、邮电、宾馆、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以与单位
6、会议室、门卫等场所。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。2 总体方案设计由于现在市面上的电子万年历的种类比较多，因此到底选择什么样的方案在设计中是至关重要的。正确地选择方案就可以使产品更加人性化，并且可以减小开发的难度，缩短开发的周期，降低产品的成本等等，因此就会被人们普遍接受，并且能够更快地将产品推向市场实现其自身的价值。下面我们就拟订了两种方案，希望能够选择一种性价比高的方案。2.1 方案1基于AT89C52单片机的万年历设计不使用时钟芯片，而直接用AT89C52单片机来实现电子万年历设计。AT89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处
7、理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。若采用单片机计时，利用它的一个16位定时器/计数器每50ms产生一个中断信号，中断20次后产生一个秒信号，然后根据时间进制关系依次向分、时、日、星期、月、年进位。这样就实现了直接用单片机来实现电子万年历设计。用单片机来实现电子万年历设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。但是精度不够高，误差较大，掉电后丢失所有数据，软件编程较复杂。2.2方案2基于AT89C52单片机和D
8、S1302的万年历设计在以单片机为核心构成的装置中，经常需要一个实时的时钟和日历，以便对一些实时发生事件记录时给予时标，实时时钟芯片便可起到这一作用。过去多用并行接口的时钟芯片，如MC146818,DS12887等。它们已能完全满足单片机系统对实时时钟的要求，但是这些芯片与单片机接口复杂、占用地址, 数据总线接线多、芯片体积大占用空间多、近年来串行接口的各种芯片在单片机系统中应用愈来愈多，串行接口的实时时钟芯片也出现了不少，DS1302是一个综合性能较好且价格便宜的串行接口实时时钟芯片。利用单片机进行控制，采用DS1302作为实时时钟芯片，其三线接口 SCLK、I/O、 与单片机进行同步通信，
9、外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路，即构成一个基本的电子万年历系统，若还要添加其他功能，在这基础上外扩电路即可。由于在系统设计时，需要考虑以下几点因素：功耗低、精确度高、软件编程较简单，芯片的体积小、芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述的诸多优点，所以本设计采用方案2基于DS1302的电子万年历设计。2.3总体方案本设计以AT89C52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片，显示阳历的年、月、日、星期、时、分、秒同时完成对它们的手动调整和掉电保护，全部信息用8位八段数码管显示出来。输入接口由按键来实现，用按键可以对日期和时间进行调整。整机电路使用+5V稳压电源，可稳
10、定工作。其软硬件设计简单，时间记录准确，可广泛应用于长时间连续显示的系统中。按照系统设计功能的要求，确定硬件系统由主控制器、时钟模块、显示模块、键盘接口共4个模块组成，总体系统构成框图如图2-1所示。图2-1 电子万年历系统构成框图3 硬件电路设计电子万年历电路原理图见附录B，系统由主控制器AT89C52、时钟芯片DS1302、显示电路与键盘扫描电路组成。按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块组成。主控芯片使用52系列AT89C52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302， DS1302作
11、为主要计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备 （2.55.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。显示模块使用8位八段数码管，八段数码管虽然操作略显繁琐，但可视围十分宽，而且经济实惠，也不需要复杂的驱动程序。键盘模块使用若干个独立按键即可。3.1 主控器 AT89C52ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flsah程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。其引脚封装如图3-
12、1所示。图3-1 AT89C52引脚封装图3.1.1AT89C52的主要性能8KB Flash ROM，可以檫写1000次以上，数据保存10年。256字节部RAM。电源控制模式时钟可停止和恢复；空闲模式；掉电模式。 6个中断源。4个中断优先级。4个8位I/O口。全双工增强型UART。3个16位定时/计数器，T0、T1（标准80C51）和增加的T2（捕获和比较）。全静态工作方式：024MHz。3.1.2AT89C52的引脚与其功能AT89C52单片机的管脚说明如下：(1) 主要电源引脚VCC 电源端GND 接地端(2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机
13、部，它是构成片振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到部时发生器的输入端。XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。(3) 控制或与其它电源复用引脚RST、ALE/、和/VPP复位输入端。当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定
14、时目的。然而要注意的是：每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。在对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（）。程序存储允许（）输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89S52/LV52由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次有效（既输出2个脉冲）。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。/VPP 外部访问允许端。要使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），则端必须保持低电平（接到GND端）。当端保持高电平（接VSS端）时，CPU则执行部程序存储器中的程序。(4) 输入/输出引脚 P0.0 P0.7、P1.0P1.7、
15、P2.0 P2.7 和P3.0P3.7P0端口（P0.0 P0.7） P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。P1端口（P1.0 P1.7） P1是一个带有部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。作输入口时，因为有部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。P2端口（P2.0P2.7） P2是一个带有部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过部
