基于单片机的万年历设计

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1、郑州铁路职业技术学院毕业论文论文题目： 基于单片机的万年历设计 作者姓名： 班级学号： 电子07A1 系 部： 信息工程系 专 业： 电子信息工程技术 指导教师： 2010年5月15日 摘 要随着科技的快速发展，时间的流逝,至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT8

2、0C52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用35V电压供电。综上所述此万年历具有读取方便、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。本电路为实现电子万年历的功能,采用单片机AT80C52,辅助以必要的外围电路,用C语言编写程序,并进行模块化设计而成的电子万年历系统.它通过LCD能正确显示阴阳历星期和时分秒,具有功能稳定,精确度高和可调的特点。关键词: 单片机；AT89C52；DS1302；LCD 目 录摘 要I1 绪论11.1设计目的与意义11.2 方案选择与DIY电子万年历的研究情况11.2.1时钟芯片选择11.2.2

3、键盘选择31.2.3显示模块选择41.2.4 DIY万年历的研究情况42 主要硬件描述52.1 89C52模块52.2 显示模块LCM1286452.2.1液晶模块概述52.2.2液晶模块特点52.3 芯片DS1302简介62.4 芯片DS18B20简介63 硬件设计与实现83.1 单片机最小系统的设计83.2 时钟电路的设计93.3 温度采集模块的设计93.4 人机交互模块设计104 系统软件设计与实现114.1主要算法流程图描述114.2 LCM16824子程序的实现154.3 DS1302子程序的实现164.4 DS18B20子程序的实现174.5 键盘子程序的实现194.6 主程序的实

4、现205 测试结果分析与结果225.1 测试结果分析225.2 测试总结22结束语23致谢24参考文献25附录一 作品实物图26附录二 原理图27附录三 部分程序28 1 绪论1.1 设计目的与意义随着电子技术的高速发展，对电子方面人才的要求越来越高，不仅要求其具备相关的专业理论知识，还要求其具有较强的设计、制作等实践动手能力.此次学校举行的电子设计无疑是对从事电子相关专业的人的一次很好的锻炼和考验，是培养信息人才的一次良好的机会，为其提供了一个理论知识与实践相结合的平台。通过本次课程设计，引导学生结合所学的电路理论和程序设计的知识，思考设计方案，以小组合作方式，分工完成各个部分，从而掌握相关

5、的硬件结合软件显示电路的设计和调试技术，一方面提高了学生的实践动手和协作能力，另一方面培养了学生综合运用所学理论知识进行工程设计的能力。1.2 方案选择与DIY电子万年历的研究情况1.2.1时钟芯片选择方案一:不使用芯片,采用单片机的定时计数器这种方法原理是利用单片机芯片的定时器来产生固定的时间,模拟时钟的时, 分,秒。如:利用AT80C52芯片,定时器用工作方式1,每50ms产生一个中断,循环20次,即1s周期。每一个周期加1,那么1min为60个周期,1h就是60*60=3600个周期,一天就是3600*24=86400个周期。此方法优点是可以省去一些外围的芯片,但这种方法只能适用于一些要

6、求不是十分精确,不做长期保留的场合。方案二:并行接口时钟芯片 DS12887特点:采用单片机应用系统并行总线(三总线)扩展的接口电路,采用这种接口电路具有操作速度快,编程方便的优点。但是对于80C52单片机来说,低位地址线要通过锁存器输出,还要地址译码器,而且并行口芯片的体积相对较大，DS12887管脚图如图1所示。 图1 DS12887管脚图方案三:串行接口时钟芯片DS1302芯片主特性:（1）实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力，还有闰年调整的能力? （2）31 8 位暂存数据存储RAM?（3）串行 I/O 口方式使得管脚数量最少?（4）宽范围工作电压2.0 5.

7、5V?（5）工作电流 2.0V 时,小于300nA?（5）读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式?（6）8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配?（7）简单 3 线接口?（8）与 TTL 兼容Vcc=5V?（9）可选工业级温度范围-40 +85优点:串行接口的日历时钟芯片,使用简单,接口容易,与微型计算机连线较少等特点,在单片机系统尤其是手持式信息设备中己得到了广泛的应用。所以，最终选择串行时钟芯片DS1302，DS1302的管脚图如图2所示。 图2 DS1302管脚图1.2.2键盘选择方案一:矩阵式键盘矩阵式键盘电路图如图3所示。 图3 矩

8、阵式键盘行列式键盘的原理就是每一行线与每一列线的交叉地方不相通，而是接上一个按键，通过按键来接通。特点: 以省出不少的I/O 口资源,程序编写相对复杂点,适用于键数比较多的情况。方案二: 独立式键盘独立式键盘电路图如图4所示。 图4 独立式键盘独立式键盘是指各个按键相互独立地连接到各自的单片机的I/O 口，I/O口只需要做输入口就能读到所有的按键。特点: 电路简单，程序容易写,适用于按键数较少的情况。所以我们选择独立式键盘。1.2.3显示模块选择方案一:LED数码管显示数码管显示比较常用的是采用CD4511和74LS138实现数码转换,数码显示分动态显示和静态显示,静态显示具有锁存功能,可以使

9、数据显示得很清楚,但浪费了一些资源。目前单片机数码管普通采用动态显示。编程简单,但只能显示数字,不能显示中文。方案二:LCD1602 能够显示英文和数字。 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号。方案三:LCD12864作为一种输出方式,液晶显示最大的特点就是能够实现友好的人机界面,它己经广泛应用于现代工业控制和智能化仪器仪表等领域,它己经成为单片机就用开发领域典型模块之一。能够方便的显示文字和数字。所以最终选择LCD12864。1.2.4 DIY万年历的研究情况目前电子爱好者,所设计的万年历

10、大部分都采用LCD1602或数码管显示,只能显示阳历,不能带显示阴历,而且没有阴历相对应的的天干地支,和生肖年，没有达到多功能的效果。我们采用LCD12864显示,通过算法实现,能正确显示阴历,具有友好的界面,为了追求时间的准确,我们采用芯片DS1302,通过单片机控制,读出时间显示在LCD上。我们除了用芯片DS18B20,通过程序控制,把温度也显示出来外还通过算法控制,把阴历相对应的天干地支,和生肖年也显示出来，达到多功能效果。2 主要硬件描述2.1 89C52模块Mcs-51单片机管脚图图如图5所示。 图5 单片机管脚图 （1）一个8位的微处理器(CPU)（2）片内数据存储器RAM(128

11、B/256B)（3）片内程序存储器ROM/EPROM(4kB/8kB)（4）4个8位并行I/O拉口P0-P3,每个口既可以作输入,也可以作输出（5）2个16位定时器/计数器（6）5个中断源的中断控制系统（7）1个全双工的串行I/O接口（8）片内时钟振荡器2.2 显示模块LCM128642.2.1液晶模块概述我们采用FG12864J显示模块,如图6所示，它是一种图形点阵液晶显示器。它主要采用动态驱动原理由行驱动控制器和列驱动器两部分组成了128(列)64(行)的全点阵液晶显示。2.2.2液晶模块特点（1）工作电压为+5V10% ,可自带驱动 LCD 所需的负电压（2）全屏幕点阵,点阵数为128(

12、列)64(行),可显示8(/行)4(行)个(1616 点阵)汉字，也可完成图形，字符的显示（3）与 CPU 接口采用5 条位控制总线和8 位并行数据总线输入输出，适配M6800 系列时序（4）内部有显示数据锁存器（5）简单的操作指令 显示开关设置，显示起始行设置，地址指针设置和数据读/写等指令 图6 FG12864J显示模块2.3 芯片DS1302简介DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决

13、定采用24 或12 小时格式。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1 RES 复位2 I/O 数据线3 SCLK串行时钟时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信DS1302 工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW。 DS1302的管脚描述如表1所示。表1 DS1302管脚X1 X232.758KHz晶振管脚GND地RST复位I/O数据输入/输出引脚SCLK串行时钟Vcc1 Vcc2电源供电管脚 2.4 芯片DS18B20简介DS18B20温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强。对电子爱好者来说,DS18B20是我们开发温度相关的首选小产品。 DS18B20引脚功能如表2所示。表2 DS18B20引脚功能GND地DQ单数据总线VDD电源电压NC 空引脚 3 硬件设计与实现该万年历以89S52作为控制核心，外接DS18B20温度传感器，DS1302时钟芯片，显示采用LCM12864，调表采用矩阵式键盘，整体硬件电路的框图如图7所示。 图7 硬件电路框图3.1 单片机最小系统的设计AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS