简易万年历的设计说明

1、.目录第一部分设计任务1.1设计题目及要求 .11.2.1方案一 .11.2.2方案二 .1第二部分 系统硬件平台的设计2.1总体设计方案说明 .22.2单片机最小系统 .22.2.1STC89C52单片机介绍 .22.2.2时钟电路 .42.2.3复位电路 .42.3 1602液晶模块 .52.4时钟芯片 DS1302.6第三部分系统软件的设计与实现3.1主程序 .83.2.1Protues 仿真软件介绍 .83.2.2仿真电路图 .9第四部分 安装调试4.1系统软、硬件调试 .104.1.1调试步骤 .114.1.2故障及处理 .11课程设计总结.12参考文献.12.第一部分设计任务1.1

2、设计题目及要求设计一个基于单片机的简易万年历。（1）可以在 LCD液晶上显示秒、分、时、星期、日、月、年；（2）能够判断平年、润年；（3）秒、分、时、星期、日、月、年可调；（4）具有单片机断电记忆功能，在单片机掉电后无需重新设置。1.2备选方案设计与比较1.2.1方案一直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数，并用程序判断平年和闰年，用数码管显示时、分、秒、年、月、日、星期。由于需要显示的数字比较多，则需要的数码管个数比较多，采用数码管显示显得太浪费 , 并且多的数码管焊接时也比较复杂，此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大，最主

3、要的问题是些方法在单片机主电源断电后，计时将恢复初始值。所以不采用此种方法作为显示。1.2.2方案二采用 DS1302时钟芯片实现时钟，用 1602LCD液晶显示屏显示时、分、秒、年、月、日、星期。 DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，不需要在程序中采用定时，而且精度高 , 工作电压 2.5V 5.5V 围，2.5V 时耗电小于 300nA，此芯片最主要的特点是具有备用电源引脚，在单片机主电源掉电后，备用电源供电，使得DS1302继续工作，时钟继续运行，即具备掉电记忆功能，符合课程设计要求，液晶显示屏的显示功能强大 , 可显示大

4、量数字和英文字母，以及一些特殊字符，并且显示多样 , 清晰可见 , 且价格适中，固采用此方案。.第二部分系统硬件平台的设计2.1总体设计方案说明本电路以STC89C52单片机系统为控制核心，时钟电路由高精度低功耗的DS1302提供，采用三线接口与CPU进行同步通信，输入部分采用四个独立式按键 S1、S2、S3、S4，即单片机的 P2.1 、P2.2、P2.3、P2.4 。1602 液晶显示部分，D0D7口与单片机 P1 口相连，系统原理图如图2-1 所示。键盘模块STCLCD 显示模块89C52DS1302 时钟模块图系统原理图当第一次按下 S1 时，1602 液晶显示器上光标在秒地址上闪烁，

5、液晶显示器是时间停止，表示秒可调；当第二次按下S1 时，1602 液晶显示器上光标在分地址上闪烁，表示分可调；当第三次按下S1 时， 1602 液晶显示器上光标在时地址上闪烁，表示时可调；依次类推，当第八次按下S1时，液晶显示器是时间启动，光标不出现。当按一下 S2 时，可对时、分、秒、年、月、日、星期加一。当按一下 S3 时，可对时、分、秒、年、月、日、星期减一。当按一下 S4 时， 1602 液晶显示初始化时间。2.2单片机最小系统2.2.1STC89C52单片机介绍STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash存储器。使用高密度非易失性存储器

6、技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位 CPU 和在线系统可编程Flash ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。.图 2STC89C52接口电路P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动8 个 TTL逻辑电平。对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。P1 口：P1 口是一个具有部上拉电阻的8 位双向 I/O口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写“ 1”时， 部上拉电阻把

7、端口拉高， 此时可以作为输入口使用。此外， P1.0 和 P1.2 分别作定时器 / 计数器 2 的外部计数输入（ P1.0/T2 ）和时器 / 计数器 2 的触发输入（ P1.1/T2EX），具体如下表所示。在 flash编程和校验时， P1口接收低 8 位地址字节。引脚号第二功能P1.0 T2 （定时器 / 计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器 / 计数器 T2 的捕捉 / 重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在线系统编程用）P1.6 MISO（在线系统编程用）P1.7 SCK（在线系统编程用）P2 口：P2 口是一个具有部上拉电阻的 8 位双向 I/

8、O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写“ 1”时， 部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR） 时， P2 口送出高八位地址。在这种应用中， P2 口使用很强的部上拉发送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时， P2 口输出.P2 锁存器的容。在 flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对

9、 P3 端口写“ 1”时， 部上拉电阻把端口拉高， 此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流（ IIL ）。 P3 口亦作为 STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。端口引脚第二功能P3.0RXD(串行输入口 )P3.1TXD( 串行输出口 )P3.2INTO( 外中断 0)P3.3INT1( 外中断 1)P3.4TO( 定时 / 计数器 0)P3.5T1( 定时 / 计数器 1)P3.6WR(外部数据存储器写选通 )P3.7RD( 外部数据存储器读选通 )此外， P3口还接收一

10、些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。2.2.2时钟电路单片机引脚 18 和引脚 19 外接晶振及电容， STC89C52芯片的工作频率可在233MHz围之间选，单片机工作频率取决于晶振 XT的频率，通常选用 11.0592MHz 晶振。两个小电容通常取值 30pF，以保证振荡器电路的稳定性及快速性。图 3 单片机时钟电路2.2.3复位电路一般若在引脚 RST上保持 24 个工作主频周期的高电平， 单片机就可以完成复位，但为了保证系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持 10ms以上的高电平。如图复位电路带有上电自动复位功能，当电路上电时，由于C3电容两端电压值不能突变，电源 +5V

11、 会通过电容向 RST提供充电电流，因此在 RST引脚上产生一高电平，使单片机进入复位状态。随着电容 C3 充电，它两端电压上升使.得 RST电位下降，最终使单片机退出复位状态。 正常运行时， 可按复位按钮对单片机复位。图 4 单片机复位电路2.3 1602液晶模块1602 采用标准的16 脚接口，其中：第 1 脚： VSS为电源地第 2 脚： VDD接 5V 电源正极第 3 脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度）。第 4 脚： RS为寄存器选择，高电平1 时选择数据寄存器、

12、低电平0 时选择指令寄存器。第 5 脚： RW为读写信号线，高电平(1) 时进行读操作，低电平(0) 时进行写操作。第 6 脚： E( 或 EN)端为使能 (enable) 端。第 7 14 脚： D0 D7 为 8 位双向数据端。第 15 16 脚：空脚或背灯电源。 15 脚背光正极， 16 脚背光负极。主要参数及 RAM地址映射图如图 5 和图 6 所示。显示容162个字符芯片工作电压4.5 5.5工作电流2.0MA（ 5.0V ）模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.95 4.35 （ WXH） mm图 5控制器部带有 80*8 （80 字节）的 RAM缓冲区。.图 62.4时钟芯片 DS

13、1302DS1302 是美国 DALLAS公司推出的一种高性能、 低功耗、带 RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 2.5V 5.5V 。采用三线接口与 CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM数据。 DS1302部有一个 318的用于临时性存放数据的 RAM寄存器。 DS1302是 DS1202的升级产品，与 DS1202兼容，但增加了主电源 / 后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302 的引脚排列， 其中 Vcc1 为后备电源， VCC2为主电源。 在主电源关闭的

14、情况下，也能保持时钟的连续运行。 DS1302由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。当 Vcc2 大于 Vcc10.2V 时，Vcc2 给 DS1302供电。当 Vcc2 小于 Vcc1 时，DS1302由 Vcc1 供电。 X1 和 X2 是振荡源，外接 32.768kHz 晶振。 RST是复位 / 片选线，通过把 RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。 RST输入有两种功能：首先， RST接通控制逻辑，允许地址 / 命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。 当 RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302进行操作。如果

15、在传送过程中 RST置为低电平，则会终止此次数据传送， I/O 引脚变为高阻态。 上电运行时，在 Vcc2.5V 之前，RST必须保持低电平。只有在 SCLK为低电平时，才能将 RST置为高电平。 I/O 为串行数据输入输出端 ( 双向 ) ，SCLK始终是输入端。.Vcc215Vcc1X126SCLKX23DS13027I/OGND48CE图 7 时钟芯片DS1302的引脚图其中：X1、X2： 32.768KHz 晶振接入引脚。GND：地。RST：复位引脚，低电平有效, 操作时高电平。I/O：数据输入 / 输出引脚，具有三态功能。SCLK ：串行时钟输入引脚。Vcc1：工作电源引脚。Vcc2

16、：备用电源引脚。图 8 时钟芯片DS1302的部结构DS1302 在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把 SCLK端置 “0”，接着把 RST端置“ 1”，最后才给予 SCLK脉冲； DS1302中与时间、日期有关的寄存器共有 12 个，其中 7 个存放数据的格式为 BCD码格式。.第三部分系统软件的设计与实现3.1主程序主程序负责系统的初始化， 数据由液晶显示器输出显示， 同时检测按键是否按下，没有按键按下就进入 DS1302中的时间来日期。主程序的流程图如图 9 所示：主程序开始LCD1602 初始化Y是否的按键按下进入调节模式N读取 DS1302 中的时间将时间写入和日期DS1302在

17、 LCD 上显示时间和日期图 9 主程序流程图程序进入主函数，就对 LCD1602进行初始化，显示初始化时间，然后进入WHILE循环，判断是否有按键按下，若有则进入调节模式，时间停止运行，可以通过按键对时间进行效对，若没有键按下，那么时间继续运行，时刻对DS1302的有关时间的寄存器进行读操作，将时间显示在LCD上。3.2简易万年历电路仿真3.2.1 Protues仿真软件介绍Proteus 是一种功能强大的电子设计自动化软件，提供智能原理图设计系统、 SPICE模拟电路、数字电路及 MCU器件混合仿真系统和 PCB设计系统功能。其不仅可以仿真传统的电路分析实验、 模拟电子线路实验、 数字电路

18、实验等， 而且可以仿真嵌入式系统的实验， 其最大的特色在于可以提供嵌入式系统 （单片机.应用系统、 ARM应用系统）的仿真实验，这也是其它任何仿真软件无力所及的。例如，其支持单片机和周边设备， 可以仿真 51 系列、 8086、AVR、PIC、Motorola的 68 系列等常用的 MCU，并提供周边设备的仿真，例如 373、led 、示波器等。Proteus 提供了大量的元件库，有 RAM、ROM、键盘、马达、 LED、 LCD、AD/DA、部分 SPI 器件、部分 IIC 器件等。在编译方面，它也支持 Keil 和 MPLAB等多种编译器。3.2.2仿真电路图单片机模拟的简易万年历仿真图如

19、下：图 10 系统仿真电路图在 LCD液晶上显示秒、 分、时、星期、日、月、年如图 10 单片机的 P1.0P1.7 对应于液晶显示器的 D0D7；四个按键对应于单片机的 P2.1 P2.4 的作用分别是：从秒开始， P2.1 对应的按键每按下一次，光标就移动一次； P2.2 对应的按键每按下一次，则光标所在的数值加一； P2.3 对应的按键每按下一次，光标所在的数值减一； P2.4 对应的按键按下，液晶显示器上的时间恢复程序中设定的初值。.第四部分安装调试4.1系统软、硬件调试判断单片机芯片及时钟系统是否正常工作有一个简单的办法， 就是用万用表测量单片机晶振引脚（ 18、19 脚）的对地电压

20、，以正常工作的单片机用数字万用表测量为例： 18 脚对地约 2.24V ，19 脚对地约 2.09V。对于怀疑是复位电路故障而不能正常工作的单片机也可以采用模拟复位的方法来判断， 单片机正常工作时第 9 脚对地电压为零，可以用导线短时间和 5V 连接一下，模拟一下上电复位，如果单片机能正常工作了， 说明这个复位电路有问题。 把焊接好的 LCD液晶显示器的显示电路，用线引出接口连接至单片机的I/O 口。实物连接如图11、图 12 所示。图11图12.4.1.1调试步骤1、按图连接好线路，为了确保液晶显示器能够对应显示，实验时，对P1 口的接线做了调整。 P1 口接液晶显示器的D0D7，P2.1

21、P2.4 接四个按键，还有一个按键接单片机的复位键RST。2、从主函数单元开始连续运行，观察液晶显示器的显示情况，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。3、调试完显示后，从主函数开始连续运行，观察液晶显示器显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。4、整体运行，观察时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。5、时间显示满足要求后，通过调节四个按键来设定时间；通过调节万能板上的可变电阻器来调节液晶显示器的亮度；4.1.2故障及处理（ 1）液晶显示器 1602 出现乱码处理方法：在时钟芯片1302 的 I/0上加一个

22、 10K 的电阻。（ 2）液晶显示器上显示的时间不清楚处理方法：调节变阻器。（ 3）按键不灵处理方法：消抖，在程序的按键子程序处加延时程序。.课程设计总结通过近一个月的课程设计，我感触颇深，对抽象的理论有了更深刻的认识。使我加深了对单片机的认识， 并且熟悉了单片机系统的设计流程， 收获丰硕。功能上基本达标：时钟的显示，调时功能。时钟显示功能，精确度完全可以满足日常生活显示时间的需要；调时功能，方便快捷。硬件设施基本合乎要求，软件设计可以配合硬件实现其功能。 这次课程设计还使我认识到了， 电路设计需要耐心，需要一种整体的思维， 而且遇到点问题是很正常的， 关键是要学会分析问题， 解决问题，不断积

23、累经验。技术在不断进步， 机械式时钟已经被淘汰， 取而代之的是具有高度准确性和直观性且无机械装置， 具有更长的使用寿命等优点的电子时钟。 电子时钟更具人性化，更能提高人们的生活质量，更受人们欢迎。机械时代已经远去，电子时代已经到来。做为新时代的我们，更应该提高自身能力，适应新时代的发展。知识来自实践，多从生活中探寻所需要的。从这次的论文设计中，我真正的体会到，知识的重要性，特别是要理论联系实际，把我们所学的理论知识运用到实际生活当中，要用知识改变一切。参考文献1 迎新 . 单片机初级教程单片机基础 M. 北京 : 北京航空航天大学 ,2006,08.2 周兴华 . 手把手教你学单片机 C 语言

24、程序设计 M. 北京 : 北京航空航天大学 ,2007,10.3 毅刚 , 彭喜元 , 董继承 . 单片机原理及应用 M. 北京 : 高等教育 ,2009 ， 11.4 余锡存 , 曹国华 . 单片机原理及接口技术 M.: 电子科技大学 ,2000,7.5 王晖 , 薛永存 . 基于MCS-51 单片机的复位电路抗干扰分析与设计J.现代电子技术,2006,(08).6 侯坤 , 徐志永 .MCS 51 控制的 LED显示系统 J.科技情报开发与经济,2006,(14).7 黎晖,魏光辉,汤小慷. 单片机复位电路的可靠性与抗干扰分析J. 兵工自动化,2007,(02).8 史艳琼 , 国诗 .

25、常见的几种单片机复位电路分析 J. 师学院学报 ,2004,(03).9 皇祯平 . 微机控制系统的抗干扰技术应用J. 电脑与信息技术 ,2000,(05).10 库志强 , 锡兵 , 扬. 基于单片机的温湿度控制系统 J. 机电信息 ,2006,(12).11 包国彬 , 建民 , 嬴. 单片机复位电路的设计与分析 J. 光电技术应用 ,2005,(03).原程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcden=P36;sbit lcdrs=P35;sbit anj1=P21;sbit anj2=P22;sbit anj3=P23;uint count,anxia,xq ,ri,yue,nian,nian1,nian2,i,a,miao,shi,fen;uchar codetable= 2011-02-01 1 ;/ 初始化液晶显示uchar codetable1=00:00:00;uchar codeyue1=31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31;/平 年月的天数uchar codeyue2=31,29,3