电子万年历课程设计报告

赣南物理和电子信息来源课程设计报告姓名：张华斌课程：13电气工程和自动化学号：时间：2015.10.30目录1设计工作和要求22计划演示22.1比较方案22.1.1计划I 22.1.2计划ii 32.2选择方案33系统硬件设计33.1主控制电路设计33.1.1 AT89C51单片机信息33.1.2振荡器电路设计63.1.3复位电路设计73.2 DS1302时钟电路93.3 LCD1602液晶显示器设计114软件设计124.1主程序设计124.2 DS1302时钟电路流程设计134.3 LCD显示电路和密钥过程设计145系统测试结果和分析155.1测试方法155.2测试结果和分析156结论和经验15参考文献16附录116附录230设计标题电子千年日历设计设计要求基本要求：(1)具有显示年、月、日、周、小时、分钟、秒等的功能。(2)日历具有闰月识别显示功能。(3)年、月、日、周、时、分、秒校准功能；设计过程摘要：旨在使用液晶屏电路显示年度、月、日、周、小时、分钟、秒等功能。在本设计中，使用AT89C51作为主控制芯片，完成主控制电路设计，辅助电路要求包括显示电路、时钟电路、键电路等。该系统使用特殊时钟芯片DS1302从LCD1602读取时间，按键调整和校准时间。关键字：AT89C51微控制器，DS1302，LCD1602，电子日历1.设计工作和要求(1)应用单片机设计AT89S52单片机进行DS1302控制(2)选择LCD1602显示屏(年、月、日、周、时、分、秒)，以便使用按键方式调整时钟和速度。(3)硬件设计部分，根据设计的任务选择合适的微控制器，根据控制对象设计接口电路。设计的单位电路必须具有工作原理、装置的作用、分析和计算过程；(4)软件设计部分，根据电路工作过程绘制软件流程图，根据流程图编写相应的程序，调试和打印程序列表；(5)根据确定的设计回路，使用Protel99se和Protues工具软件绘制回路原理图的图例设计部分。2.演示程序2.1比较方案2.1.1计划I电子日历设计，硬件控制电路主要采用AT89C51芯片处理器，数码管显示。根据各自的芯片功能，用电子万年的日历控制电路相互连接。软件控制程序主要由主程序、电子日历时间控制程序等组成。方块图如图2.1所示。AT89C51单片机最低系统模块击键模块数码管显示模块图2.1情景1方框图(1)控制键：用于手动控制、手动调整、输入预设值等(2)输出显示：数码管显示。2.1.2计划ii硬件控制电路主要使用AT89C51芯片处理器、LCD1602显示器、DS1302实时时钟。根据各自的芯片功能，用电子万年的日历控制电路相互连接。软件控制程序主要由主程序、电子日历时间控制程序等组成。原理图方框图如图2.2所示。AT89C51单片机最低系统模块击键模块1602液晶屏模块DS1302模块图2.2程序2原理方框图系统将8052用作CPU，并由CPU控制时钟芯片DS1302。DS1302芯片是一种高性能时钟芯片，可自动计算秒、分钟、小时、天、周、月、年和闰年报酬的年数，其准确性高，并且在工作电压2.5V到5.5V的范围内。液晶显示器功能强大，效果直观。2.2选择方案情景1和情景2比较：LED数码管动态扫描。虽然比Lcd显示器便宜，但LCD显示器比数码管漂亮，LED数码管工作时更麻烦。液晶显示器功能强大，效果直观。方案1:使用单片机定时计数器直接提供秒信号，使用程序实现年、月、日、周、小时、分、秒的数量。这种方案减少了芯片的使用，降低了成本，但实现时间误差很大。因此，该方案没有被采纳。方案2:为了实现时钟，使用DS1302时钟芯片的DS1302芯片将自动计算秒、分钟、小时、天、周、月、年和闰年的补偿年，并在工作电压2.5V至5.5V范围内工作。总之，从价格、功能和操作简便性方面选择方案2。3.系统硬件设计公共汽车站系统主要由四部分组成：主控制电路、时钟电路和液晶显示电路。本章详细介绍了每个回路部分。3.1主控制电路设计3.1.1 AT89C51微控制器信息AT89C51单片机方块图如图3.1所示。8位中央处理器(CPU)、片上闪存、片上RAM、4个8位双向可寻址I/O端口、1个全双工通用异步接收发射器(UART)串行接口、2个16位计时器/计数器、多个优先级嵌套中断结构、1个片上振荡器和AT89C微控制器结构最显着的特点是内部包含闪存，在其他方面与intercorporation的8051结构没有太大区别。CPU中断控制振荡器电影中快闪内存总线控制电影中拉姆4个I/o端口ETC计时器1计时器0串行端口外部中断P0 P2 P1 P3地址/数据TXD RXD柜台输入图3.1 AT89C51微控制器方块图(1)主要性能与MCS-51兼容，4K字节可编程闪存；写/擦1000次；数据保留期10年；整体静态运作：0Hz-24Hz；三级程序内存锁定；128*8位内部RAM，32可编程I/O线；2个16位计时器/计数器；6个中断源；可编程串行通道；片上振荡器和时钟电路此外，AT89C51设计为静态逻辑，提供两种软件，可将操作频率降低到0Hz，并选择 Idle Mode(空闲模式)和Power Down Mode(断电模式)。空闲时，CPU停止工作，RAM、计时器/计数器、串行端口和中断系统继续工作。在断电方法中，时钟被“锁定”，所有功能都暂停，因此在重新设置下一个硬件之前，只存储片上RAM的内容。(2)针脚功能说明AT89C51针脚图，如图3.2所示。图3.2 AT89C51针脚图VCC:电源电压。VSS:接地。P0端口：P0端口是8位泄漏等级双向I/O端口，每个脚吸收8个TTL门电流。P1上的接脚定义为第一次写入1时的高阻抗输入。P0可用于外部程序数据存储，可以定义为数据/地址的8个字符。在对FIASH进行编程时，P0端口将作为源代码输入端口运行，FIASH验证时，P0输出源代码必须拉出P0外部。P1端口：P1端口是提供内部牵引电阻的8位双向I/O端口，P1端口缓冲区可以接收输出4TTL门电流。如果P1喷嘴记录为1，则由于内部拉力，内部拉高，可以用作输入，并且如果P1端口外部下拉级别低，则输出电流。P2端口：P2端口是内部下拉的8位双向I/O端口，P2端口缓冲区可接收，输出4个TTL门电流，P2端口写为“1”时，主脚将被拉至内部拉出电阻并用作输入。因此，作为输入，P2端口的端号向外拉，电流输出。这是因为内部拉动。访问P2端口外部程序存储或16位地址外部数据存储时P2端口输出地址的前8位。给定地址“1”时，利用内部牵引优势，当外部8位地址数据存储读取和写入时，P2端口输出相应特殊功能寄存器的内容。P2端口在FLASH编程和验证时接收高8位地址信号和控制信号。P3端口：P3端口针脚是8个具有内部抗拉能力的双向I/O端口，可接收4个输出TTL门电流。当P3视口记录为“1”时，将其内部拉至顶层级并用作输入。输入输出电流(ILL)，因为外部下拉级别低，所以P3嘴拉。P3端口是AT89C51的特殊功能端口，端口替代功能：也可用作P3.0串行输入端口(RXD)。P3.1串行输出端口(TXD)；P3.2 /INT0(外部中断0)；P3.3 /INT1(外部中断1)；P3.4 T0(计时器0外部输入)；P3.5 T1(计时器1外部输入)；P3.6 /WR(外部数据内存写入门控)；P3.7 /RD(读取和选择外部数据内存)；P3端口同时接收一些控制信号，以进行闪烁编程和编程确认。RST:重置输入。振荡器重置设备时，保持RST脚2机器循环的高水平时间。ALE/PROG:访问外部存储时允许地址锁定的输出级别用于锁定地址的状态字节。在FLASH编程过程中，此管脚用于输入编程脉冲。通常，以等于振荡器频率的1/6的固定频率周期输出正脉冲信号。因此，可用于外部输出的脉冲或定时目的。但是，每次用作外部数据存储时，都会跳过ALE脉冲。要禁止eals的输出，请在SFR8EH地址中设置0。ALE仅在运行MOVX且MOVC命令为ALE时起作用。另外，这个大头针被稍微拉了一下。如果微处理器没有在外部运行状态ALE，加载将无效。/psnn:外部程序存储的可选通信号。由外部程序内存引用时，/PSEN在每个系统循环中都有效。但是，访问外部数据存储时，没有两个有效的/PSEN信号。/EA/VPP: /EA保持较低级别将导致在此期间发生外部程序存储(0000H-FFFFH)，无论是否存在内部程序存储。注意加密方法1，/EA重新设置内部；锁定到。此内部程序内存用于/EA端保持高水平。在闪存编程过程中，此针脚也用于应用12V编程电源(VPP)。XTAL1:反向振荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。XTAL2:逆振荡器的输出。3.1.2振荡器电路设计89系列单片机的内部振荡器电路由一个单层逆变电源组成，如图3.3所示。XTAL1是逆变器的输入，XTAL2是逆变器的输出。该内部振荡器可用于通过在XTAL1和XTAL2针上添加由晶体和电容组成的并行谐振电路来生成完整的振荡信号发生器，如图3.5所示。XTAL2XTAL1内部计时/PD400D1D2Q1RfQ2VCCQ3Q4图3.3 AT89C51单片机内部振荡器电路图3.4中所示的另一种使用方法是从外部时间源向XTAL1侧输入提供时钟信号，而作为XTAL2侧空闲空间提供。配置单片机应用系统时，大部分使用图3.5所示的方法，该方法紧凑、经济高效、可靠性高。振荡器的等效电路如图3.5的顶部所示。显示外部组件、外部决定和容量C1、C2，构成并行谐振电路。电路中电容C1和C2的值要求不是很严格，如果使用高质量的结晶，则无论频率如何，C1，C2通常选择30pF。在某些情况下，为了降低成本，石英晶体振荡器可能被陶瓷振荡器取代。使用陶瓷振荡器时，电容C1、C2值为47pF。XTAL2XTAL1GNDNCCMOS语句外部振动信号图3.4连接外部时钟XTAL1XTAL289系列微控制器GND内部计时VCC/PDRf修改或陶瓷振荡器C1C2图3.5内部振荡器等效电路一般用于单片机的振荡晶体的参数要求：等效串行电阻(ESR):根据所需频率选择图366。C0(并行容量):最高7.0pF。负载容量(CL):30 pf 3pF。其误差和温度变化的范围应根据系统的要求确定。6005004003002001000 4 8 12 16图3-6 ESR与频率的关系曲线本设计使用了由XTAL1和XTAL2针脚上的12MHZ晶体和两个30pF电容组成的内部方法，如图3.5所示。3.1.3复位电路设计89系列微控制器和其他微处理器一样，必须在启动时重置，以便CPU和系统的每个部件在确定的初始状态下运行。89系列微控制器重置信号从RST针输入到芯片内的施密特触发器中。如果系统运行正常，振荡器稳定，例如，RST针脚具有高水平，保持两个机器周期(24个振动周期)，CPU就可以响应并重置系统。重置定时在每个机器周期的S5P2中采样RST针的状态，因为外部重置信号与内部时钟异步，如图3.7所示。在RST末尾采样为“1”信号，该信号保持19个振动周期，然后将ALE和/PSEN连接到较高级别以重置设备。RST结束电压降低后，经过1-2次机器循环后，结束重置状态，重新启动时钟并恢复ALE和/或PSEN的状态。在系统重置过程中，将ALE和/或PSEN针脚拉到较低的水平可能会导致芯片不稳定。| S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 |