万年历课程设计报告

1、课程设计报告万年历学生姓名：系 别：自动化学院专 业：测控技术与仪器班 级：1102目录1、 方案简介2、 逻辑总框图3、 设计所需的元件4、 单元电路设计4.1、主控制系统4.2、时钟振荡电路4.3、复位电路 4.4、DS1302时钟电路4.5、按键电路4.6、显示电路5、 流程图与软件设计5.1、程序流程图5.2、软件设计六、个人心得一、方案简介：系统分为主控模块、时钟电路模块、按键扫描模块，LCD显示模块，电源电路、复位电路、晶振电路等模块。主控模块采用AT89C52单片机，按键模块用四个按键，用于调整时间，显示模块采用LCD1602，时钟电路模块采用DS1302时钟芯片实现对时间、日期

2、的操作。二、逻辑总框图:该电子万年历的总体设计框图如图(1)所示。图（2）电子万年历总体仿真图三、设计所需的元件：元件名称 型号 数量/个单片机 AT89C52 1 时钟芯片 DS1302 1晶振 12MHz 1晶振 32.768kHz 1电容 30pF 2电容 22uF 1按键开关 4电阻 10K 9滑动变阻器 1K 1电池 1.5V 4LCDLCD16021电源Vcc +5V 1导线 若干四、单元电路设计：4.1、主控制系统单片机中央处理系统的方案设计，选用AT89C52单片机作为中央处理器，如图（2）所示。该单片机除了拥有MCS-51系列单片机的所有优点外，内部还具有8K的在系统可编程F

3、LASH存储器，低功耗的空闲和掉电模式，极大的降低了电路的功耗，还包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。各引脚功能：VCC/GND：供电电源。 P0口：可以被定义为数据/地址的低八位，能够用于外部程序/数据存储器。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：标准输入输出I/O，P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：

4、既可用于标准输入输出I/O，也可用于外部程序存储器或数据存储器访问时的高八位地址。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：既可以作标准输入输出I/O，也可作为AT89C51的一些特殊功能口， 管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平

5、时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH

6、编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出4.2、时钟振荡电路时钟振荡电路图（3）所示，时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。电路中两个电容C1、C2的作用使电路快速起振，提高电路的运行速度。图（3） 时钟振荡电路图 图

7、（4） 复位电路4.3、复位电路复位电路由电阻和极性电容组成，如图(4)所示，通过高电平使单片机复位，在时钟电路开始工作后，当高电平的时间超过大约2us时，即可实现复位。此复位电路为上电复位，较为简单。若改进可以添加手动复位的功能，上电复位发生在开机加电时，由系统自动完成，手动复位通过一个按键来实现，在程序运行时，若遇到死机，死循环或程序“跑飞”等情况，通过手动复位就可以实现重新启动的操作。手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮和一个电阻。 4.4、DS1302时钟电路时钟电路主要由时钟芯片DS1302、备用电池、晶振等几部分

8、组成，如图(6)所示。DS1302采用3线串行接口，占用引脚少，内部集成了可编程日历时钟，用户可以根据需要通过单片机的控制来自行设置，支持双电源供电，可以使用外部主电源和备用电源，备份电源能够使时钟芯片继续工作。图（5） DS1302管脚图 图（6） DS1302时钟电路DS1302各引脚的功能为：8: Vcc1：备用电池端；1: Vcc2：5V电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2< Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；7: SCLK：串行时钟，输入；  6: I/O：数据输入输出口；5: CE/RST：复位脚；2、3:

9、X1、X2 是外接晶振脚 （32.768KHZ的晶振）；4: 地（GND）。DS1302有关日历、时间的寄存器：图（7）DS1302有关日历、时间的寄存器1、秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当初始上电时该位置为1，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；只有将秒寄器的该位置改写为0时，时钟才能开始运行。2、小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是 ，当为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位3、控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（W

10、P），其它7位均置为0。在对任何的时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1，这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的，只有首先将WP改写为0，才能进行其它寄存器的写操作。DS1302读写时序DS1302是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。DS1302的控制字如图（8）：图（8）DS1302的控制字图控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到DS1302中。位6：如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1（A4A0）：

11、指示操作单元的地址；位0（最低有效位）：如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。读数据：读数据时在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据是从最低位到最高位。写数据：控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入也是从最低位（0位）开始。4.5、按键电路按键电路由四个轻触开关组成，如图(9)所示。按键用来调整时间，其一端直接接到单片机的端口，另一端接地，当按下按键时，相应的端口变为低电平，通过一个与门只要这四个按键有一个按下就会在P3.2检测到一低电平就触发外部中断0进入按键调节

12、程序中，通过与个各键相连的端口P3.4_P3.7可以判断是哪个键按下，从而作相应的操作。图(9) 按键电路4.6、显示电路1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。显示电路采用LCD1602液晶显示，如图(10)所示，图中只画出了其相应的接口，3脚用于调节LCD1602的背光,4、5、6为LCD1602的控制口，用于控制其写入或是读出指令，7至14脚为LCD1602的数据口，将数传送到LCD1602中。图(10) LCD1602显示电路LCD1602的特性+5V电压

13、，对比度可调；内含复位电路；提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能；有80字节显示数据存储器DDRAM；内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM,8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM；基本操作时序： 读状态：输入：RS=L，RW=H，E=H；输出：DB0DB7=状态字 ；写指令：输入：RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=指令码 ；输出：无。读数据：输入：RS=H，RW=H，E=H；输出：DB0DB7=数据 ；写数据：输入：RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0DB7=数据 ；输出：无。五、流程图与软件设计：5.1、程序流程图

14、主程序首先初始化定时器、LCD1602及DS1302，然后就开始查询按键，有键按下则开始调整时间和日期，若没有按下，则执行下面的时间、日期的显示，最后依次循环这些相同的操作，相应流程图如图（11）所示：图（12）程序流程图按键的检测是通过中断的办法来实现，利用按键进行间调整。 K1按下则开始设置时间及日期，同时在第一行最右端显示被选择的对象，第一次按下K1时，设置年份，若按下K3，则是减1操作，按下K2是加1操作，设置好年后，第二次按下K1时，则是设置月份，按K3减，按K2则加1，依次循环下去，则可以将时间和日期设置完毕，K4是确定键，设置好按下即可保存设置了。5.2、软件设计软件总设计：主程

15、序首先对系统环境初始化，设置定时器T0工作模式为16位定时/计数器模式，置位总中断允许位EA，并对键盘端口置位，再对LCD1602初始化，DS1302初始化。接着扫描键盘，在键盘程序里面是对时间、日期及闹钟的调整，最下面是时间的显示。软件程序编写：软件程序编写的好坏直接影响着系统运行情况的良好。因本程序涉及的模块较多，所以程序编写也采用模块化设计，C语言具有编写灵活、移植方便、便于模块化设计的特点，所以本系统的软件采用C51编写。程序：#include <reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#def

16、ine uint unsigned int#define SECOND 0x81#define MINUTE 0x83#define HOUR 0x85sbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit ep=P22;sbit DS1302_IO= P10; sbit DS1302_SCLK = P11; sbit DS1302_RST = P12; sbit M=P31; /选择sbit U=P32; / 加sbit D=P33; / 减sbit W=P34;/确定uchar sel=0;uchar code DIS1="W LP HX TJ WX "uchar c

17、ode DIS2="WANNIANLI"/延时/void delay(uint ms) unsigned int a,b; for(a=0;a<ms;a+) for(b=0;b<124;b+); /*DS1302驱动*/ / void DS1302_Write(uchar D)uchar i;for(i=0;i<8;i+)DS1302_IO =D&0x01;DS1302_SCLK=1;DS1302_SCLK=0;D=D>>1;uchar DS1302_Read()uchar TempDat=0,i;for(i=0;i<8;i+)T

18、empDat>>=1; if(DS1302_IO) TempDat=TempDat|0x80;DS1302_SCLK=1;DS1302_SCLK=0; return TempDat;void WDS1302(uchar ucAddr, uchar ucDat) DS1302_RST = 0; DS1302_SCLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302_Write(ucAddr); DS1302_Write(ucDat); DS1302_SCLK = 1; DS1302_RST = 0; uchar RDS1302(uchar ucAddr) uchar ucDa

19、t; DS1302_RST = 0; DS1302_SCLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302_Write(ucAddr); ucDat=DS1302_Read(); DS1302_SCLK = 1; DS1302_RST = 0;return ucDat;/DS1302的初始状态的时间设定/void init_1302() WDS1302(0x8e,0x00);/开保护寄存器 WDS1302(0x80,0x59);/秒 WDS1302(0x82,0x00);/分 WDS1302(0x84,0x10);/时 WDS1302(0x8A,0x05);/星期 WDS1302(0

20、x86,0x22);/日 WDS1302(0x88,0x11);/月 WDS1302(0x8C,0x13);/年 WDS1302(0x90,0xab);/卷电流充电 WDS1302(0x8e,0x80);/关保护寄存器 /*1602驱动*/bit lcd_bz() bit result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0 & 0x80); ep = 0; return result; / void lcd_wcmd(uchar cmd) while(lcd_bz()

21、; rs = 0; rw = 0; ep = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep= 0; /void lcd_pos(unsigned char pos) lcd_wcmd(pos | 0x80); /void lcd_wdat(unsigned char dat) while(lcd_bz(); rs = 1; rw = 0; ep = 0; P0 = dat; _nop_(); _nop_(); _n

22、op_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; /void lcd_init() lcd_wcmd(0x38); delay(1); lcd_wcmd(0x0c); delay(1); lcd_wcmd(0x06); delay(1); lcd_wcmd(0x01); delay(1); /*调时函数*/ void set_time() signed char address,item; signed char max,mini; if(M=0) sel+; delay(300);/if(sel=7) se

23、l=0; if(sel=2) address=0x82; max=59;mini=0; /分 if(sel=1) address=0x84; max=23;mini=0; /时if(sel=6) address=0x8c; max=99;mini=9; /年if(sel=4) address=0x88; max=12;mini=1; /月if(sel=5) address=0x86; max=31;mini=1; /日 if(sel=3) address=0x8A; max=07;mini=1; /星期M=1; item=(RDS1302(address+1)/16)*10 + (RDS130

24、2(address+1)%16; if(U = 0) delay(200); U=1; item+; if(D = 0) delay(200);D=1; item-; if(W = 0) delay(200); sel=0; W=1; if(item>max) item=mini; if(item<mini) item=max; WDS1302(0x8e,0x00);/允许写操作 WDS1302(address,(item/10)*16+item%10); /写入DS1302 /转成BCD码 WDS1302(0x8e,0x80);/写保护,禁止写操作 /*显示子函数*/void l

25、cdshow_u(uchar i,uchar y)lcd_wcmd(0x80+i);lcd_wdat(y);void lcdshow_d(uchar i,uchar y)lcd_wcmd(0xC0+i);lcd_wdat(y);/*显示函数*/void display(void)uchar x,y; x=RDS1302(HOUR);/时 y=x; x=x>>4; lcdshow_u(6,0x30+x); y=y&0x0f;lcdshow_u(7,0x30+y);lcdshow_u(8,':'); x=RDS1302(MINUTE);/分 y=x; x=x&g

26、t;>4; lcdshow_u(9,0x30+x); y=y&0x0f;lcdshow_u(0x0a,0x30+y);lcdshow_u(0x0b,':'); x=RDS1302(SECOND);/秒 y=x; x=x>>4; lcdshow_u(0x0c,0x30+x); y=y&0x0f;lcdshow_u(0x0d,0x30+y); x=RDS1302(0x8b); y=x; x=x>>4; lcdshow_u(0x0e,0x30+x); y=y&0x0f; lcdshow_u(0x0f,0x30+y); x=RDS1

27、302(0x8d); y=x; x=x>>4; lcdshow_d(8,0x30+x); y=y&0x0f;lcdshow_d(9,0x30+y);lcdshow_d(0x0a,'-'); x=RDS1302(0x89); y=x; x=x>>4; lcdshow_d(0x0b,0x30+x); y=y&0x0f;lcdshow_d(0x0c,0x30+y);lcdshow_d(0x0d,'-'); x=RDS1302(0x87); y=x; x=x>>4; lcdshow_d(0x0e,0x30+x); y=

28、y&0x0f;lcdshow_d(0x0f,0x30+y);/*主函数*/void main()uchar i;lcd_init();delay(10); lcd_pos(0x03);i = 0; while(DIS1i != '0') lcd_wdat(DIS1i); i+;delay(200); lcd_pos(0x41); i = 0; while(DIS2i != '0') lcd_wdat(DIS2i);delay(200);i+; init_1302();delay(1000);for(i=0;i<17;i+)lcdshow_u(i,'>');delay(150);for(i=0;i<17;i+)lcdshow_d(i,'<');delay(150);lcd_init();delay(10);lcdshow_u(0,'T');lcdshow_u(1,'i');lcdshow_u(2,'m