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1、嵌入式课程设计目录摘 要3ABSTRACT4一、系统基本方案选择与论证51.1 单片机芯片的选择方案与论证51.2时钟芯片选择51.3显示模块的选择5二、系统硬件设计与实现62.1 系统总体框图62.2 主控单元和按键部分设计72.3 LCD1602显示模块82.4 DS1302时钟部分91. 工作原理：102. DS1302的控制字节103. 数据输入输出（I/O）114. DS1302的寄存器11三、系统软件设计与实现123.1 系统总体软件流程图123.2 LCD1602部分123.3 DS1302部分133.4 按键处理子程序143.5 定时器部分15四、设计心得16五、参考文献17教
2、师评阅：设计思路正确；仿真结果正确可信；设计成果符合要求；设计报告规范； 设计过程原始记录（元件参数、原理图、计算等）符合要求；设计分析总结全面； 评 分： 摘 要随着经济的腾飞、科技的发展，信息起着越来越重要的作用。计算机、网络和嵌入式等信息技术在各个领域的应用也愈来愈广泛，尤其是嵌入式技术。在如今办、公生活领域，随处可见各种嵌入式设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。21世纪，是信息化的时代，是科学技术日新月异时代。随着科技的不断进步与更新，以及人们对智能时代的向往，嵌入式技术将迎来属于它的春天。本文以电子万年历为例，采用AT89C51作为主控芯片，选择DS1302作为时
3、钟芯片，利用LCD1302液晶作为显示器件为主要部件。实现了以时间、年份、星期的实时显示功能，并可对其进行修改保存。关键词：嵌入式；电子万年历；AT89C51。ABSTRACTWith the rapid economic growth, technological development, information plays an increasingly important role. Computers, networks, and embedded in various fields such as information technology applications are inc
4、reasingly widespread, especially in embedded technology. In todays office, the public areas of life, you can see a variety of embedded devices, such as watches, microwaves, VCRs, cars, etc., all use embedded systems. 21st century is the era of information technology, is the era of science and techno
5、logy. As technology continues to progress and updates, as well as peoples desire for smart era, embedded technology will usher in a part of its spring.In this paper, electronic calendar, for example, using AT89C51 as the master chip, select DS1302 clock chip as using LCD1302 as a display piece for t
6、he main components. Implementation of a time, year, week, real-time display function, and can be modified to save.Keywords: Embedded; Electronic calendar; AT89C51.一、 系统基本方案选择与论证1.1 单片机芯片的选择方案与论证AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。它
7、是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。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AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机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。1.2时钟芯片选择方案一：选择AT89C51单片机内部的定时器0或定时器1来提供基准的秒信号。比如选择定时0的方式1来计数50ms，然后循环20次，便可提供1秒的基准信号，从而实现年、月、日、
8、时、分等。优点：采用这种方案的话，系统外围的的器件比较少，且实现起来比较方便，成本也比较低。但是这种方案也有其不足之处，作为万年历的设计，不仅要求简单实用，最重要的是要时间准确，误差极小。缺点：误差比较大，且没有掉电保护的功能，也就是说在掉电之后，需要手动再调准时间，使用上不是很方便。方案二：选择DS1302时钟芯片。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，可通过简单的串行接口与单片机进行通信。可提供:-秒、分、时、日、月、年的信息；-每月的天数和闰年的天数可自动调整；-可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式；-保
9、持数据和时钟信息时功率小于1mW。芯片的工作电压为2.0至5.0V，提供主电源和备用电源双电源引脚。可以对后备电源进行涓细电流充电。芯片采用串行接口方式和外部单片机进行同步通信，数据可以每次以一个字节或多个字节形式传送时钟信号或RAM数据。综上所述，选择方案二。1.3显示模块的选择方案一：选择LED数码管动态扫描。优点：数码管作为平时最常见的一种的显示器件，原理与实现方法相对比较简单，对于显示数字来说是不错的选择。缺点：增加外围设备的负担，显得不是很直观。另外，虽说原理简单，但对于本设计来说，实现起来稍显复杂。方案二：选择LCD12864液晶显示模块。LCD12864液晶显示模块是12864点
10、阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192 个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。LCD12864显示的信息很大，但随之带来的就是比较复杂的程序。方案三：选择LCD1602液晶显示模块。LCD1602是字符点阵系列液晶模块，它是一类专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，分为四位和八位数据传输方式，提供5*7点阵+光标和5*10点阵+光标的显示模式，提供显示数据缓冲区DDRAM、字
11、符发生器CGRAM、CGROM，可以使用CGRAM来存储自己定义的最多8个5*8点阵的图形的字模数据。程序设计相对LCD12864简单一些。由于本设计要显示基本的时间信息，但又不需要显示汉字，综合考虑，选择方案三LCD1302液晶显示模块。二、 系统硬件设计与实现图 12.1 系统总体框图如图1所示，本设计从整体的框图上来看是比较简单的。主要包括AT89C51主控单片机芯片、键盘模块、液晶显示模块、时钟芯片。主控芯片AT89C51是整个系统的核心，接收键盘传入的信息，控制显示液晶，从DS13202中读取和写入数据等等一系列的操作和控制都在这里完成；键盘主要是为了纠正时间，对时间进行修改；液晶模
12、块则是显示时间，星期，年月日；时钟芯片部分主要是进行计时。2.2 主控单元和按键部分设计图 21.主控部分：对于主控方面的设计，其实就是一个单片机的最小系统。主控芯片使用的是AT89C51，可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。该系统主要包含两部分：时钟部分和复位电路。下面简单介绍一下这两部分。时钟部分：单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工
13、作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。在本设计中显然采取的是外部时钟的方式。选择的是12MHz，其机器周期是1us，也就是说执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。复位电路部分：无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。2. 按键部分：按键部分的主要功能是，对时间进行修改，包含三个按键和三个上拉电阻。功能键的作用是选择要改变的数据，按下增量键则是
14、对数据在原来的基础上加一，减量键则是相反的共能。2.3 LCD1602显示模块图 31. 连接说明：LCD1602显示器部分的电路原理以及连接方式如图3所示。其中LCD1602的RS端口连接在单片机的P2.0口；使能端连接在P2.1口上；数据端口D7至D0则连接在单片机的P0口上。2. 引脚功能简介及说明。表1：LCD1602引脚功能第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择
15、指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。3. LCD指令：表2：指令表图 42.4 DS1302时钟部分上图示出DS1302电路原理图，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.KHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平
