基于单片机万年历设计与制作设计论文

1.2方案选择232系统概述本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH存储器，显示阳历的年、月、日、星期、时、分、秒和阴历的年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示出来。输入接口由三个按键来实现，用这三个按键可以对日期和时间进行调整，并可以对闹铃的开关和闹铃的时间进行设置。闹铃功能通过蜂鸣器来实现。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V稳压电源，可稳定工作。系统框图如图2-1所示，其软硬件设计简单，时间记录准确，可广泛应用于长时间连续显示的系统中。显示的系统中。43系统硬件电路的设计键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成，电路系统构成框图如图3-1以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备(2.5～5.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA)下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的·8KB可改编程序Flash存储器(可经受1000次的写入/擦除周期)5·2个16位定时器/计数器AT89S52单片机的管脚说明如图3-2所示。P3.2(NT0)123456789(1)主要电源引脚6 ③PSEN程序存储允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号。当 ①PO端口(P0.0～P0.7)PO是一个8位漏极开路型双向I/0端口。作为输出②P1端口(P1.0～P1.7)P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。P1的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时，通过③P2端口(P2.0～P2.7)P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。P2的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时，通过④P3端口(P3.0～P3.7)P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/0口，可P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能，这些特殊功能见表3-17。7端口引脚(串行输入口)(串行输出口)(外部中断0)(外部中断1)(定时器0的外部输入)(定时器1的外部输入)(外部数据存储器写选通)(外部数据存储器读选通)3.2DS1302时钟电路8行可以采用24h或带AM(上午)/PM(下午)的12h格式。采用三线接口与CPU进行期，开始8位指定40个寄存器中哪个被访问到。在开始8个时钟周期，把命令字节时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8,在多字节方式下为8加字节数，最大可达图3-3DS1302管脚图9如图3-4所示，表3-2为各引脚的功能。频器控制引脚号引脚名称功能4地线5复位/片选线6串行数据输入/输出端(双向)7串行数据输入端8DS1302的控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1;如果它为逻辑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5～1(A4～AO)指示操作单元的地址。最低有效位(位0)如为0,为了提高对32个地址的寻址能力(地址/命令位1～5=逻辑1),可以把时钟/在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。必须按数据传送的次序写最先的8个寄存器。但是，当以多字节方式写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节。不管是否写了全部31字节，所写的每一字节都将传送至RAM。数据读写程序如图3-5DS1302共有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见表3-3所示，其中奇数为读操作，寄存器名范围各位内容写操作读操作765432100小时寄存器0日期寄存器00月份寄存器00000000AM-PM/12-24小时方式：小时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。它示PM,低电平表示AM,在24小时方式下，位5为第二个10小时位(20～23h)。8423675图3-6DS1302时钟及备用电源充电电路3.3存储电路储空间，具有工作电压宽(2.5～5.5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10ms)等特点。²C总线是一种用于I²C器件之间连接的二线制总线。它通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每(1)I²℃总线的基本结构采用I²℃总线标准的单片机或I²C器件，其内部不仅有I²℃接口电路，而且将内(2)双向传输的接口特性的功能通过软件程序使其可工作于发送或接收方式。当某个器件向总线上发送信息时，它就是发送器(也叫主器件),而当其从总线上接收信息时，又成为接收器(也叫从器件)。主器件用于启动总线上传送数据并产生时被寻址的器件均被认为是从器件。I²C总线的控制完全由挂接在总线上的主器件送出 线都是高电平。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能。I²C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s,在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。在I²C总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件的开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响SCL(4)数据的传送传送的字节后面必须跟一个认可位(第9位),也叫应答位(ACK)。每次都是先传最8K6542371图3-724C02存储电路3.4液晶显示电路显示器部分是由HD61202液晶显示控制驱动器和HY12864液晶显示器组成的，下液晶显示驱动控制系统12。号有效时，关闭液晶显示，使显示起始行为0,RST可跟MCU相连，由MC可直接接VDD,使之不起作用HD61202的引脚功能如下表3-4所示。引脚符号引脚名称功能芯片片选端CS1和CS2低电平选通，CS3高电平选E读写使能信号在E下降沿，数据被锁存(写)入HD61202;在E高电平期间，数据被读出读写选择信号信号RS=1为数据操作数据总线复位信号复位信号有效时，关闭液晶显示，使显示(1)显示开/关指令00001110011显示起始行(0-63)0010111页号(0-7)显示RAM共64行，分8页，每页8行。(4)列地址(YAddress)设置指令000显示列地址(0-63)(5)读状态指令000000REST:1-复位状态(6)写数据指令01写数据(7)读数据指令11读显示数据和一片HD61203,如下图3-8所示图3-8HY-12864的逻辑电路图选通(1),CSA,CSB=10选通(2)。对于HY-12864,只要供给VDD、VSS和VO即12864与89S5219264接口1E3数据总线负电源2图3-9AT89S52与液晶的接口电路路如图3-10所示。6E89由图3-10可以看出：VSS接地；数字电源VDD接+5V;对比度控制电压VO接电位器，可通过调节电位器调整液晶亮度；数据、指令选择信号RS接单片机P2.0口；读写选择信号R/W接单片机P2.1口；单片机读、写选通信号RD、WR通过与非门接液晶的读写使能信号E;DB0～DB7分别接单片机的P0.0～P0.7口；芯片1、芯片2的片选分别接单片机的P2.2、P2.3口；复位端RST、背光正电源LEDA接+5V;液晶驱动电压VEE、背光负电源LEDK接地。3.5键盘电路本设计共采用按键3个，分别与单片机的P1.5、P1.6、P1.7口相连，分别对应光标移动，时间、日期调整，退出、闹铃开关键的功能。3.6闹铃电路当闹铃显示“关”时，闹铃不起作用；当闹铃显示“开”时，设定闹铃时间，闹铃时间只可设定时和分，当前时间不断与设定的闹铃时间比较，不相等时不产生任何现象，一旦相等，P3.5输出一个低电平使三极管导通，从而使蜂鸣器工作，闹铃起作用。闹铃电路如图3-11所示。图3-11闹铃电路4系统程序的设计因为使用了时钟芯片DS1302,阳历程序只需从DS1302各寄存器中读出年、周、月、日、[小]时、分、秒等数据，再处理即可。在首次对DS1302进行操作之前，必须对它进行初始化，然后从DS1302中读出数据，再经过处理后，送给显示缓冲单元。阳历程序流程图见图4-1所示。秒将BCD码高低位分4.2时间调整程序设计调整时间用三个调整按钮，一个作为移位、控制用，一出调整和闹铃开关用。分别定义为控制按钮、加按钮、退出按钮。在调整时间过程中，要调整的位与别的位应该有区别，所以增加了闪烁功能，即调整的位一直在闪烁，直到调整下一位。闪烁原理就是，让要调整的一位每隔一定的时间熄灭一次，例如间隔时间为50ms。利用定时器计时，当达到50ms溢出时，就送给该位熄灭符，在下一次溢出时，再送正常显示的值，不断交替，直到调整该位结束。此时送正常显示值给该位，再进入下一位调整闪烁程序。时间调整程序流程图如图4-2所示。年加1日加1月加1星期加1分加14.3阴历程序设计个月不是30天就是31天(2月除外，闰年2月为29天，平年2月为28天)。阴历一年有12个月或13个月(含闰月),一个月为30天或29天。如果把一个只有29天的月称为小月，用1为标志，把30天的月称为大月，用0为标志，那么12位二进位，低4位表示闰月大小，大月为0,小月为1,这样一个字节就包括了所有闰月的月份23456789闰2月大小小大大大小大小大小大小大小二进制000100001天数十六进制42522004年的春节和元旦差21天，这样2004年的信息表示为：21,42H,52H,21H。其中表示12个月大小信息的字节，第4位和第7位不用，第1个字节为十进制，其Y当前月为1月?总天数加入Y同?NN的依据的基础上加1,所以以1作为该天是春节的标志);如果结果小于1,则阴历应NYY设计完成后，给系统上电，液晶显示屏显示结果如图5-1所示。调节10K电位器R4可调整液晶显示屏的亮度。调整到合适亮度后，按控制按钮，按一次，数字加1;若长按，则数字连续加。此时，调整的位一直在闪烁，直到再次停止闪烁，退出设定调整状态；当再次按下此按钮，闹铃显示“开”;当第三次按下虚焊等。DS1302的硬件电路很简单，只通过3根线与单片机相连，很容易检测，主软件调试，可以编写只含DS1