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1、 毕业论文（实习报告）任务书学生姓名：谢晋专业班级： 电气工程学院 所属系部：电气自动化13-1 题 目：电子万年历任务内容：以单片机作为本设计的核心，实现时钟日历的显示：用八段LED数码管分别显示年、月、日、星期、时、分、秒，用DS1302作为该设计的实时时钟芯片，用74LS164寄存器来驱动数码管的各段码，用三极管来驱动数码管的各位码。论文撰写要求：时间安排：2016.3.12一次修改 2016.4.2二次修改参考资料：yi指导教师签字： 教研室主任签字: 年 月 日毕业论文（实习报告）评审表学生姓名：谢晋专业班级：电气工程学院 所属系部：电气自动化13-1题 目：电子万年历指导教师评语：
2、初评成绩： 指导教师签字： 年 月 日评审小组意见： 评审小组成员签字： 年 月 日 终评成绩：河南机电职业学院毕 业 论 文 题 目： 数字电路数字钟设计 所属系部： 电气工程学院 专业班级： 电气自动化13-1 学生姓名： 谢晋 指导教师： 苗国耀 2016年4月18日电子万年历的设计摘 要电子万年历是一种应用非常广泛的日常计时工具，数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，壁挂式LED数码管显示的日历钟逐渐受到人们的欢迎。LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视，本设计利用数量较少的芯片制作了一个运用简单的电子万年历。
3、以单片机作为本设计的核心，实现时钟日历的显示：用八段LED数码管分别显示年、月、日、星期、时、分、秒，用DS1302作为该设计的实时时钟芯片，用74LS164寄存器来驱动数码管的各段码，用三极管来驱动数码管的各位码。关键词:单片机、DS1302时钟芯片、数码管目 录摘 要2引 言41 总体要求51.1 作品要求51.2 方案论证51.2.1控制部分的方案选择51.2.2显示部分的方案选择52系统硬件设计62.1单片机系统及显示电路62.2驱动电路72.3时钟控制电路83 系统软件设计93.1软件设计总述93.2程序模块介绍103.2.1显示模块103.2.2 时钟模块设计153.2.3键盘模块
4、设计194 调试215总 结24参考文献25引 言年历，是指印有一年的月份、星期、日期、节气等的印刷品。人们习惯把单张年历、月历、日历都划入广义的年历范畴内。几十年来，年历的发展见证了科技的发展和时代的变迁。年历工艺的进步显示了科技的发展和人民生活水平的提高。随着科学技术的发展，以前的年历已发展成现代的电子万年历，它一开始是采用数字电路实现的，电路复杂，精确度差，每天都需要调时，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得它的电路越来越简单，精度也越来越高，现在的电子万年历一般都用集成芯片和软件结合实现，电路简单，制作方便，给人们生产生活都来了极大的便利，它已成为我们生活中不可缺少的
5、家居用品。 1 总体要求1.1 作品要求本作品电子万年历用LED数码管显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒。通过按键开关实现调时的功能，能调时，断电有实时时钟。1.2 方案论证1.2.1控制部分的方案选择一、用可编程逻辑器件设计可采用PLD器件。设计起来结构清晰，各个模块从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计没有什么优势。二、用单片机设计单片机有丰富的中断源，方便本实验的设计。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些调用
6、。I/O口功能也比较强大，方便使用。方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些，虽然在控制与显示的结合上有些复杂，但和前则相比用单片机设计还是比较可行的。1.2.2显示部分的方案选择一、液晶显示方式液晶显示效果出众，但是在显示时，屏幕会有明显的闪烁。而且存储空间有限，大大影响了电子万年历的性能。二、数码管显示相比液晶显示，采用七段数码管既经济实惠，在效果上也可以加入语音报时功能，操作比较液晶显示来说虽然略显繁琐，但总体也还可以做到比较人性化。所以，最后选择用LED数码管做显示部分。2系统硬件设计硬件电路主要分为单片机系统及显示电路、按键电路和时钟控制电路等几部分组成。设计框图如图2.
7、1。主控芯片（单片机）按键控制时钟控制显示电路图2.1电子万年历设计框图2.1单片机系统及显示电路单片机采用89C51利用它的最小应用系统设计，如下图，电容C8，C13起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF。晶振频率的典型值为12MHz，采用6MHz的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号需要比较稳定时，用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，减小时差。在本设计中用12MHz比较适当，相对的电容取为20PF。显示电路采用简单实用的共阳LED数码管，电阻选用200欧姆即可获得合适的亮度效果，段码用74LS164芯片驱动，位码用PNP三极管9012驱动。单片机系统及
8、显示电路如图2.2所示。图2.22.2驱动电路驱动电路采用74LS164的芯片来驱动，在单片机系统中，如果并行口的IO资源不够，而串行口又没有其他的作用，那么我们可以用74LS164来扩展并行IO口，节约单片机资源它是一个8位并行输出门控串行输入移位寄存器，其显示数据以串行方式从单片机的输出口输出送往移位寄存器74LS164的A、B端，然后将转换的并行数据从输出端Q0Q7输出，几乎同时驱动与之相接的LED数码管,各个数码管便以很短时间间隔轮流显示。由于人眼的残留效应，所以各个数码管看上去几乎是同时显示的。74LS164的引脚定义及真值表如下图2.3。输入 输出工作方式MR A B Q0 QA-
9、QHL Lqa-qhqa-qhqa-qhqa-qhLLLLHXLHLHXLLHHLHHHH复位（清除）移位图2.3 74LS164的引脚定义及真值表2.3时钟控制电路本设计的实时时钟电路用DS1302,如图2.4，它的工作电压一般为2.5-5.5V，它的主要特点是采用串行数据传输，同时增加了主电源/后背电源双电源引脚，可以为掉电保护电源提供可编程的充电功能。采用32kHz的晶振，电容一般用10PF就可以起到稳定振荡频率和快速起振的作用了。图2.4时钟电路DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用三线接口与CPU
10、进行。同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。3 系统软件设计3.1软件设计总述系统软件设计主要包括主程序设计、日期数据采集子模块程序设计、按键处理子模块程序设计和显示子模块程序设计等。主程序主要完成器件的初始化，并判断有无按键按下，并根据判断的结果调用相应的子模块程序；日期数据采集子模块程序
11、完成相应的数据采集、处理和保存 ，按键处理子模块程序完成日期的设置，而显示子模块程序只要把上述子模块储存的数据送去显示即可。程序流程图3.1程序模块介绍3.2.1显示模块1.LCD1602的指令系统表3.1液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表1所示，指令指令码 说明 RS R/W D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 清屏 0000000001清显示,光标回位 光标返回 000000001*ADD=0时,回原位 输入方式 00000001I/DS决定是否移动以及移动方向 显示开关 000001DCBD-显示,C-光标,B-光标闪烁 移位 000001S/CR/L*移动光标及整
12、体显示 功能设置 00001DLNF*DL-数据位数,N-行数,F-字体CGRAM地址设置 0001A5 A4 A3 A2 A1 A0设置CGRAM的地址DDRAM地址设置 001A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0设置DDRAM的地址忙标志/读地址计数器 01BFAC6 AC5 AC4 AC3 AC2 C1 AC0读出忙标志位(BF)及AC值CGRAM/DDRAM数据写 10写数据将内容写入RAM中CGRAM/DDRAM数据读 11读数据将内容从RAM中读出补充说明 I/D：1-增量方式、0-减量方式S：1-位移S/C：1-显示移位、0-光标移位R/L：1-右移、0-左移DL：1-8位、0-4位N：1-2行、0-1行F：1-5X10字体、0-5X7字体BF：1-正在执行内部操作、0-可接收指令 DDRAM：显示数据RAMCGRAM：字符发生器RAMACG：CGRAM地址ADD：DDRAM地址及光标地址
