课程设计（论文）-基于单片机的万年历设计

课程设计报告设计题目：电子万年历的设计与制作学院：电子工程学院专业：电子信息科学与技术班级：13级电信科技2班学号：姓名：电子邮件：时间：2016年3月成绩：指导教师：华南农业大学电子工程学院应用物理系课程设计（报告）任务书学生姓名专业13级电子信息科学与技术电子万年历的设计与制作任务与要求（请按所选题目自行总结）1、显示年月日时分秒信息2、具有可调整日期和时间功能开始日期2016年3月4日完成日期2016年3月25日引言（标题4号宋体）随着电子技术的发展，人类不断研究，不断创新纪录。目前万年历已经不再局限于以书本形式出现。以电脑软件或者电子产品形式出现的万年历被称为电子万年历。与传统书本形式的万年历相比，电子万年历得到了越来越广泛的应用，采用电子时钟作为时间显示已经成为一种时尚。目前市场上各式各样的电子时钟数不胜数，但多数是只针对时间显示，功能单一不能满足人们日常生活需求。该电子万年历主要采用STC89C51单片机作为主控核心，由DS1302时钟芯片提供时钟、LCD1602显示。STC89C51单片机是由STC公司推出的，该系列在指令系统、硬件结构和片内资源与标准51单片机兼容，功耗小，电压可选用3.8-5.5V电压供电，具有4K或8Kflash储存器；DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，而且DS1302的使用寿命长，误差小；数字显示是采用数码管来显示，可以显示年、月、日、星期、时、分、秒、等信息。系统的设计与理论分析按照系统设计功能的要求，确定系统由主控模块、时控模块、显示驱动及显示模块、键盘接口模块共4个模块组成。键盘接口模块键盘接口模块显示驱动及显示模块LCD1602显示时控电路显示驱动及显示模块LCD1602显示时控电路（DS1302）主控电路（STC89C51）3.硬件系统设计3.1最小单片机系统区在该系统中，我们选用的单片机是STC89C51，该单片机是由STC公司推出的，该系列在指令系统、硬件结构和片内资源与标准51单片机兼容，功耗小，电压可选用3.8-5.5V电压供电，具有4K或8Kflash储存器。特性有：1、256字节内部RAM；

2、电源控制模式；

3、时钟可停止和恢复；

4、空闲模式；

5、掉电模式；

6、6个中断源；

7、4个中断优先级；

8、4个8位I/O口；

9、

全双工增强型TUAR10、3个16位定时/计数器：T0、T1(标准80C51)和增加的T2（捕获和比较）；11、全静态工作方式：0～24MHZ；STC89C51单片机为40管脚双列直插芯片，它是一种高性能，低功耗的8位CMOS微处理器芯片，市场应用最多。而且价格便宜，控制方便，便于应用有4个I/O口分别为P1,P2,P3,P4。其中每一个管脚都能做独立的输入输出管脚，它的第9脚位复位管脚，接上电容和上拉电阻再带个开关构成复位电路。18,19管脚接外部晶振和两个微调电容构成外部晶振电路。单片机，复位电路，晶振，5V电源构成单片机最小系统。其中与AT89S52单片机管脚容。3.2复位电路复位电路得电容一般用10UF，但并不唯一，只要RC所得时间大于两个机器周期即可。还有其P0内部无上拉电阻，所以在执行输出功能时，外部必须接上拉电阻。复位电路3.3时钟控制电路DS1302是美国Dallas公司推出的串行接口实时时钟芯片，其内部具有实时时钟、日历和用户可用RAM，可根据月份和闰年的情况自动调整月份的日期。DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24h或带AM/PM的12h格式。工作电压宽达2.5—5.5V。采用双电源供电(主电源和备用电源)。可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。DS1302与单片机之间采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三根口线：CE接P3.4、SCLK接P3.3、I/O接P3.2，X1，X2脚外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。时钟振荡电路DS1302时钟芯片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:X1、X2是外接晶振脚（32.768KHZ的晶振）；4:地（GND）。3.3显示驱动及显示模块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。LCD1602的特性+5V电压，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：DB0～DB7=状态字；写指令：输入：RS=L，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=指令码；输出：无。读数据：输入：RS=H，RW=H，E=H；输出：DB0～DB7=数据；写数据：输入：RS=H，RW=L，E=下降沿脉冲，DB0～DB7=数据；输出：无。LCD1602的各种指令不再一一说明。3.6键盘接口电路系统用到4个按键，采用独立式按键结构，一个按键用于复位，连接STC89C51的RET端，其他三个用于设置参数，连接P0、P1、P2口。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。3.7电路原理图软件系统设计A.阳历程序流程图B.时间调整程序流程图5．系统运行情况分析按照原理图焊接好电路上电之后液晶屏只有背光灯亮，无字符显示，用万用表测试液晶屏1~16管脚，发现使能端E为低电平，检查连线从新焊接后，调节滑动变阻器阻值，液晶屏可以正常显示日期和时间。通过按键设置日期和时间为当前值，系统正常运行。掉电后时钟芯片DS1302通过备用电源供电继续工作，再次上电后仍可正常显示当前时间。6.总结与讨论通过此次课程设计对单片机的工作原理有了进一步的认识，提高了硬件调试的能力。初次选择方案时，由于对液晶屏比较陌生，我们选择了数码管显示的方案，连线十分复杂，需要用很多飞线，只接上显示年月日的数码管时还可以正常显示，但是把线全部接好后系统便不能正常运行了，而且能够亮的数码管显示十分不稳定。多次调试不成功之后，我们只好更改方案，选择用液晶屏显示，电路的连线简洁了很多，但是中间也遇到了许多问题，经过一步步的调试与分析，最终才得以正常显示我们的作品只实现了年月日，星期，时间的基本显示功能，农历部分还有待进一步扩展。（正文部分长度10-20页）附1：实物图：附2：参考文献《单片机原理及接口技术》（第三版）1602中文资料（网页）DS1302中文资料（网页）附3：组内分工：邓欣然购买元器件、硬件模块设计与论文撰写、程序调试刘双凤购买元器件、软件模块设计与论文撰写、程序调试刘翼购买元器件、焊接电路、程序编写与调试、成品完善与调试附4：元器件清单表格元器件清单项目数目价格1602LCD液晶屏113LC2032电池11电池座10.5103滑动变阻器10.5STC89C5118芯片座21二极管10.5按键43开关11DS1302时钟芯片1110μF电容2130pF2110pF2112M晶振1132.768晶振11电阻20.5导线1包7USB接口12总价：44评语：