单片机课程设计-电子万年钟.doc

东北大学秦皇岛分校单片机结课论文电子万年历1、 功能要求设计一台电子万年历，主控芯片采用8051单片机，日历时钟芯片采用dallas公司推出的高性能、低功耗、带ram的实时时钟ds1302，显示器采用点阵字符型液晶显示模块，分2行显示，第一行显示日、月、年，第2行显示时、分、秒。2、硬件电路设计 下图a所示为电子万年历的硬件电路图，主要包括8051单片机、日历时钟芯片ds1302、点阵字符型液晶显示模块等。日历时钟芯片ds302 是一种串行接口的实时时钟，芯片内部具有可编程日历时钟和31个字节的静态ram，日历时钟可自动进行闰年补偿，计时准确，接口简单，使用方便，工作电压范围宽（2.55.5v），功耗低，芯片自身还具有对备份电池进行涓流充电功能，可有效延长备份电池的使用寿命。图a 电子万年历的硬件电路图 ds1302采用8脚封装，其引脚排列如图所示，各引脚功能如下。l vcc1，vcc：电源输入l gnd：地l x1，x2：外接32.768khz石英晶振输入l rst：复位通信允许l i/o:数据输入/输出端l sclk:串行时钟输入、图b ds1302的引脚排列8051单片机与ds1302之间采用3线串行通信方式。复位/通信允许信号rst接到单片机的p1.5引脚，rst=1允许通信，rst=0禁止通信；串行时钟信号sclk接到单片机的p1.6引脚；数据输入/输出信号i/o接到单片机的p1.7引脚。8051作为主机通过控制rst、sclk和i/o信号实现两芯片之间的数据传送。 ds1302芯片的x1和x2端外接32.768khz的石英晶振vcc1和vcc2是电源引脚，单电源供电时接vcc1脚，双电源供电时主电源接vcc2，备份电池接vcc1，如果采用可充电镉镍电池，可启用内部涓流充电器在主电压正常时向电池充电，以延长电池使用时间。备份电池也可用1uf以上的超容量电容代替，需要注意备份电池电压应略低于主电源工作电压。数据传送是以8051单片机为主控芯片进行的，每次传送时由8051向ds1302写入一个命令字节开始的，命令字节的格式入下：d7d6d5d4d3d2d1d01ram/cka4a3a2a1a0rd/w命令字节的最高位必须为1，ram/ck位为ds1302片内ram/时钟选择位，ram/ck=1选择ram操作，ram/ck=0选择时钟操作。rd/w为读写控制位，rd/w=1为读操作，表示ds1302接受完命令字节后，按指定的选择对象及寄存器地址，读取数据并通过i/o线传送给单片机8051. rd/w=0为写操作，表示ds1302接受完命令字节后，紧跟着在接收来自于单片机8051的数据字节，并写入到ds1302相应的寄存器后ram单元中。a4a0为片内日历时钟寄存器后ram的地址选择位。ds1302与8051之间通过i/o线进行同步串行数据传送，sclk为串行通信时的位同步时钟，一个sclk脉冲传送一位数据，每次数据传送时都以字节为单位，低位在前，高位在后，传送一个字节需要8个sclk脉冲。数据传送可以单字节方式或多字节突发方式进行。单字节方式传送一次数据需要16个sclk脉冲，多字节方式传送一次数据在对日历进行读写时需要72个sclk脉冲。单字节操作方式可保证数据传送时的安全性和可靠性，多字节操作方式则可提高数据传送速度，两种方式可视需要灵活选用。另外，ds1302的外接晶振推荐采用32.768khz，电容推荐值为6pf，由于晶振频率较低，也可以不接电容，对计时精度影响不大。ds1302共有12个寄存器，其中7个寄存器与日历时钟有关，存放的数据为bcd码格式，日历、时钟寄存器地址及其内容如表1所示。秒寄存器的第7位为时钟暂停控制位，该位位1时暂停时钟振荡器，ds1302进入低功耗状态，该位为0时启动时钟。时寄存器的第7位为12或24小时方式选择，该位为1时选择12小时方式，该位为0时选择24小时方式。在12小时方式下，时寄存器的第5位为am/pm选择，该位为1时选择pm，该位为0时选择。在24小时方式下，时寄存器的第5位为第2个小时位（20-23）.表1 ds1302内部寄存器地址与内容寄存器命令字节取值范围寄存器内容写读76543210秒寄存器80h81h00-59ch10ssec分寄存器82h83h00-59010minmin时寄存器84h85h00-2或01-1212/24010a/phrhr日寄存器86h87h01-28，29，30，310010datadate月寄存器88h89h01-1200010mmonth周寄存器8ah8bh01-0700000day年寄存器8ch8dh00-9910yearyear电子万年历的显示部分采用点阵字符型液晶显示模块，以直接方式与8051单片机进行接口。将单片机的p2.7通过适当逻辑门电路组合接到液晶显示模块的e端，p0口通过外部锁存器得到的最低2位地址线a0和a1分别接到液晶显示模块的rw和rs端，从而可得到接口有电路的命令写入地址为7ff0h，命令读取地址为7ff1h，数据操作地址为7ff2h，分别对这3个地址进行操作即可将ds1302中的日历时钟信息显示在lcd屏幕上。3、软件程序设计 在8051单片机片内r中开辟30h36h作为万年历的秒、分、时、日、月、周和年计时单元，并将初始时间设为23：59：55，初始日期设为07年12月31日第一周。采用8051单片机内定时器t0来定时刷新lcd显示内容，t0定时初始值设为50ms，以查询方式检查t0溢出标志，每当溢出次数达到20时，读取一次ds1302的日历时钟数据，同时对lcd显示信息进行更新。电子万年历的软件程序：;*/t_rst bit p1.5 ;实时时钟复位线引脚t_clk bit p1.6 ;实时时钟时钟线引脚t_io bit p1.7 ;实时时钟数据线引脚second equ 30hminute equ 31hhour equ 32hday equ 33hmonth equ 34hweek equ 35hyearl equ 36h;*/ org 0000hstart: ljmp main org 0060hmain: mov sp,#60h ;修改堆栈;* mov second,#55h ;初始时间设为23:59:55 mov minute,#59h mov hour,#23h mov day,#31h ;初始日期设为09年12月31日第一周 mov month,#12h mov week,#01h mov yearl,#09h lcall setds1302lcall lcd_init ;调用液晶模块初始化子程序 mov r3,#20 mov tmod,#01h mov th0,#3ch ;置定时器初值(定时50ms) mov tl0,#0b0h setb tr0 ;启动定时器0lp1: jbc tf0,lp2 ;查询计数溢出 sjmp lp1 ;未到50 ms继续计数lp2: mov th0,#3ch ;重新置定时器初值 mov tl0,#0b0hmov r2,#81h ;从第1行第2位开始，设置ddram地址lcall wrtc mov dptr,#zifu1 ;指向显示字符代码首地址mov r4,#06hlcall wp1 ;第1行字符代码写入ddram lcall dispymd ;显示年月日mov r2,#0c1h ;设置第2行ddram地址lcall wrtcmov dptr,#zifu2 ;指向显示字符代码首地址mov r4,#06hlcall wp1 ;第1行字符代码写入ddram lcall disphms ;显示时分秒 djnz r3,lp1 ;未到1s继续循环 lcall get1302 ;每到1s从ds1302读取一次时间 mov r3,#20 sjmp lp1zifu1: db date: zifu2: db time: ;*disphms:mov a,hour ;时分秒显示子程序 swap a anl a,#03hadd a,#30hmov r2,alcall wrtd mov a,hour anl a,#0fhadd a,#30hmovr2,alcall wrtdmov r2,#2dhlcall wrtd mov a,minute ;显示分 swap a anl a,#07hadd a,#30hmov r2,alcall wrtd mov a,minute anl a,#0fhadd a,#30hmov r2,alcall wrtdmov r2,#2dhlcall wrtd mov a,second ;显示秒 swap a anl a,#07hadd a,#30hmov r2,alcall wrtd mov a,second anl a,#0fhadd a,#30hmov r2,alcall wrtd ret;*dispymd:mov a,yearl ;年月日显示子程序 swap a anl a,#03hadd a,#30hmov r2,alcall wrtd mov a,yearl anl a,#0fhadda,#30hmovr2,alcall wrtdmov r2,#2dhlcall wrtd mov a,month ;显示月 swap a anl a,#07hadd a,#30hmov r2,alcallwrtd mov a,month anl a,#0fhadd a,#30hmov r2,alcall wrtdmov r2,#2dhlcall wrtd mov a,day ;显示日 swap a anl a,#07hadd a,#30hmov r2,alcall wrtd mov a,day anl a,#0fhadd a,#30hmovr2,alcall wrtd ret ;*setds1302: clr t_rst ;设置ds1302初始时间,并启动计时 nop clr t_clk nop setb t_rst nop mov b,#8eh ;写控制命令字 lcall inputbyte mov b,#00h ;写保护关闭 lcall inputbyte setb t_clk nop clr t_rst mov r0,#second ;内存中的时间首地址 mov r1,#80h ;ds1302中的时间首地址 mov r7,#7 ;字节数setloop:clr t_rst nop clr t_clk nop setb t_rst nop mov b,r1 ;写命令字 lcall inputbyte mov a,r0 ;设置时间 mov b,a lcall inputbyte inc r0 inc r1 inc r1 setb t_clk nop clr t_rst nop djnz r7,setloop clr t_rst nop clr t_clk nop setb t_rst nop mov b,#8eh lcall inputbyte mov b,#80h ;开写保护 lcall inputbyte setb t_clk nop clr t_rst nop ret;*get1302: ;从ds1302读取时间 mov r0,#second mov r1,#81h ;ds1302中读时间的首地址 mov r7,#7getloop:clr t_rst nop clr t_clk nop setb t_rst nop ;*inputbyte:mov r4,#8 ;向ds1302写一个字节inputloop:mov a,b rrc a mov b,a mov t_io,c setb t_clk nop clr t_clk djnz r4,inputloop ret;*outputbyte:clr a ;从ds1302读一个字节 clr c mov r4,#8outputloop:nop mov c,t_io rrc a setb t_clk nop clr t_clk djnz r4,outputloop ret;*lcd_init:lcall tim1 ;lcd初始化子程序mov r2,#38h ;功能设置命令，设定8位字长，2行，5*7点阵lcall wrtc ;写入lcall tim3 ;延时100usmov r2,#38h lcall wrtc ;写入lcall tim3 ;延时100usmov r2,#38hlcall wrtc ;写入lcall tim3 ;延时100usmov r2,#01h ;清屏命令lcall wrtc ;写入mov r2,#06h ;输入方式命令lcall wrtc ;写入mov r2,#0eh ;开显示、光标不闪命令lcall wrtc ;写入ret;*wait:mov p2,#7fh ;忙标志判断子程序mov r0,#0f1h ;读忙标志地址movx a,r0jb acc.7,waitret;*wrtc:lcall wait ;写指令代码子程序mov a,r2mov r0,#0f0h ;写指令地址movx r0,aret;*wrtd:lcall wait ;写数据子程序mov r