万年历课程设计

1、广东诲译犬学基于51单片机的万年历的设计学生姓名学 号所在专业电子信息工程所在班级电子1111小组成员指导教师完成日期基于51单片机的万年历的设计1需求分析1.1 “需“的分析万年历是一个可以显示当前时间、日历、温度信息以及设置闹钟报警的应用系统, 其具有以下功能：（1）可以显示当前的时间信息；（2）可以显示当前的温度；（3）可以手动修改时间；（4）可以设置闹钟，并且达到设置的时间点发出音响信号。1.2 “求“的分析设计万年历，需要考虑以下几方面的内容：（1）如何获取当前的时间信息，这些时间信息包括时、分、秒、年、月、日、和 星期；（2）如何获得当前的温度信息，精确到 1 C即可；（3）提供必

2、要的用户输入设置通道；（4）提供相应的显示和报警部件；（5）需要写出合适的软件应用代码。2方案设计与论证2.1 时间获取方法的方案设计与论证方案一:使用单片机的内部定时器进行定时，使用软件算法来计算当前的时间信息。此种方 案虽然可以不使用时钟芯片，节约成本，但是时间的精准度一般，软件代码复杂万案一:采用外部扩展实时时钟芯片 DS12C887勺方式来获取相应的时间信息。DS12C887是一种高性能的芯片，能自动产生年、月、日、时、分、秒等信息，并有 闰年修正功能。采用双电源供电方式，可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进 行涓细电流的充电的能力，在能满足精度要求的同时价格也比较便宜，性价比较

3、高。所以采用方案二。2.2 显示模块的方案设计与论证方案一：采用LED数码管动态扫描。LED数码管价格适中，但只能显示数字和简单的 字符，且其的接口线少万案一:采用点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，并不太适 合于对数字跟字母进行显示，其主要用于汉字的显示。采用LED液晶显示屏。液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形,显示多 样,清晰可见，虽然价格稍微贵了点，但其接口线多。所以采用方案三。2.3 温度采集的方案设计与论证使用PT铂电阻采集。PT铂电阻根据温度变化的只是其电阻值，在实际使用过程， 需要额外的辅助器件将其转化为电压信号，并且通过调整后送到模/数字转换

4、器件才能让51单片机进行处理。方案二：使用数字温度传感器采集。温度传感器虽然、精度采样速度等性能比不上 PT铂电阻，但是其没有额外的附加器件，且能满足系统对采集精度的要求。所以采用数字温度传感器。3硬件设计3.1 万年历的硬件模块图3-1万年历的硬件模块3.2万年历的电路图3-2万年历的电路3.3硬件基础DS1302的硬件基础： 时钟芯片DS1302的工作原理：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。图5为DS1302的控制字的位7必须置1,若为0则 不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行

5、读/写时RAM=1对时间进行 读/写时，CK=0位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位，进行读操作时， 该位为1;该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。DS1302的日历、时间寄存器内容：“CH是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡 器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP是写保护位， 在任何的对时钟和RAM勺写操作之前，WP必须为0。当“WP为1时，写保护位防止对 任一寄存器的写操作。（2）DS1302的控制字节DS1302的控制字如表-1所示。控制字节的高有效位（位 7）必须是逻辑1,如果它 为0,贝U不能把数据写入DS

6、1302中，位6如果0,则表示存取日历时钟数据，为1表示 存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位（位 0）如为0表示要进 行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。表3-1 DS1302的控制字格式（3）数据输入输出（I/O ）在控制指令字输入后的下一个 SCLK寸钟的上升沿时，数据被写入 DS1302数据输 入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLKB冲的下降沿 读出DS1302的数据，读出数据时从低位 0位到高位7。如下图3-3所示：BXETI/O/扣盯XAlA2A3A4R/C-1DODlD2单宇*写hkFt1SCLKrurmT

7、ururLT ururururX/O、/ 5|AlA2AS| R/tl | C 皿 |D102图3-3 DS1302读/写时序图DS1302的寄存器DS1302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 3-2。表3-2 DS1302的日历、时间寄存器器Bit4Blt3-PBitZJBiti-PEito&1H-CH10 秒482H86DB3DS2ABD荒标归位00尊aa901X(3)输入方式选择指令： 表3-6输入方式选择指令指令功能箱令编玛1臨R/V1 114眄DMDB21 1/us逬入換式设置9j0901rrI/OS4

8、0(4) 显示开关控制指令:表3-7显示开关控制指令.腊會功能挹會輪码RSR/NDR7DB60841D&3DB2DB1显不开关桎制-0U1.01DCB44(5) 光标和画面移动指令：表3-8光标和画面移动指令表3-9功能设定指令指令功能指今策码/usRSDB/036DH5DH4DB3DEt?|问1功能设定*01NIFr1X4R(7) CGRAM设置指令：表3-10 CGRAM设置指令指令功健指令輪码时冋/US0B7D辭050B41 。曲 1 Dtl2 B1地址0091CGRAtJlfe 址“程）(8) DDRAM设置指令:表3-11 DDRAM设置指令I指令功擁堵令编码时面/US0B/DB5K

9、41DSJ 1 D2 B1DBCI设 Rodham 葩址01CKKAHBt地址存位)40(9) 读BF和AC指令:表3-12读BF和AC指令:菲令功能指今编码S I/U5R/WUB/0B6DB弓 | D曲DB3DB2 i 0B1lBU1社内容(7)du(10) 写数据指令:表3-13写数据指令)7指令功能|指令编码SS/U5RSR/VDRfDM0l3tBIl數据写入到CGIMNI 1u要号入的数据W00轴(11) 读数据指令：表3-14读数据指令:指令功能抱令編码I RSR/W0B7PBfrDBSDB4D时PflZDIMDBAy.ccftftn 岀 数据11要谀岀的數据07-0图4-1万年历的

10、工作流程5总结5.1 仿真结果及分析经过多次调试、修改程序，万年历终于在 pruteus正常运行起来了。前面由于初次 写的代码有较多不完善的地方，所以调试的时候出了很多大的问题，第一次发现大的问 题后，团队认真地讨论并修改了程序，后面调试遇到的都是些小问题，无非是打漏或者 打错这类问题。5.2 心得工程上的问题很多不是一个人的能力可以解决的，所以不能老是想着单干、蛮干， 一定要发挥团队的力量，多讨论，讨论往往可以碰撞出思想的火花来。做事的时候一定 要静下心来，保持专注，不能老想着快，不然会弄出很多本可以避免的问题，敲代码的 时候，为了求快，结果调试的遇到小问题花了可不少时间才解决。本次课程设计

11、，让我 知道了要想解决工程上的问题，必须现将问题具体化、模块化，然后再逐个击破，这样 才能更有效率地解决整个工程设计再到实物的问题。附录一：仿真图附录二：程序#i nclude#i nclude#defi ne TIME (0X10000-50000)#defi ne FLAG 0XEF 闹钟标志/引脚连接图sbit rst=P3A5;sbit clk=P3A4;sbit dat=P3A3;sbit rs=P1A5;sbit rw=P1A6;sbit e=P1A7;sbit DQ=P1A4; /温度输入口sbit ACC_7=ACCA7;/全局变量及常量定义unsigned char i=20

12、,j,time116;unsigned char alarm2,time215,time3;个月的最unsigned char code Day=31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31;/12 大日期(非闰年)/音律表unsigned int code table1=64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217;/发声部分的延时时间unsigned char code table2=0x82,1,0x81,0xf4,0xd4,0x

13、b4,0xa4,0x94,0xe2,1,0xe1,0xd4,0xb4,0xc4,0xb4,4,0;/LCD自建字unsigned char code tab=0x18,0x1b,5,4,4,5,3,0,0x08,0x0f,0x12,0x0f,0x0a,0x1f,0x02,0x02,年0x0f,0x09,0x0f,0x09,0x0f,0x09,0x11,0x00,月0x0f,0x09,0x09,0x0f,0x09,0x09,0x0f,0x00;温度小数部分用查表法*un sig nedcharditab16=0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05

14、,0x06,0x06,0x07,0x08 ,0x08,0x09,0x09;/闹钟中用的全局变量codeun sig ned char th1,tl1;un sig ned char temp_data2=0x00,0x00; bit flag;18b20存在标志位/读出温度暂放11微秒延时函数*/delay (un sig ned int t) for(;t0;t-);18B20复位函数RST18B20(void)un sig ned char i;DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;/delay(50); / 550usDQ=1;/dela y(6); / 66usfor(i

15、=0;i0; i-) /DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/5usDQ=val&0x01;/最低位移出dela y(6);66usval=val/2;/右移一位DQ=1; delay(1);18B20读1个字节函数*/从总线上读取一个字节un sig ned char Read1Byte18B20(void)un sig ned char i;un sig ned char value=0;for (i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_(); value=1;DQ=0;/_no

16、p_();_nop_();_nop_();_nop_(); 4us DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /4us if(DQ)value|=0x80;dela y(6);/66usDQ=1;return(value);Read18B20()RST18B20();/ 总线复位if(!flag)/判断ds1820是否存在？若ds18b20不存在则返回return;/ Skip ROM/发转换命令/发读命令/Write1Byte18B20(0xCC);/Write1Byte18B20(0x44);/delay(70);Write1Byte18B20(0xCC)

17、;Write1Byte18B20(0xBE);temp_data0=Read1Byte18B20(); / 温度低 8 位 temp_data1=Read1Byte18B20(); / 温度高 8 位 RST18B20();/ Skip ROM/发转换命令Write1Byte18B20(0xCC);Write1Byte18B20(0x44);温度数据处理函数*/DealTempData() un sig ned char n=0,m;if(temp_data1127) 负温度求补码 temp_data1=(256-temp_data1); temp_data0=(256-temp_data0)

18、; n=1; time213=ditabtemp_data0&0x0f+0; time212=.;m=(temp_data0&0xf0)4)|(temp_data1&0x0f)4); if(n)m-=16; time29=m/100+0; time211=m%100;time210=time211/10+0;time211=time211%10+0;if(time29=0)最高位为0时都不显示time29=0x20;if(n)/负温度时最高位显示-time29=-;if(time210=0) if(n)time210=-; time29=0x20;elsetime210=0x20;if(tim

19、e211=0&time213=0)time211=time212=0x20;delay1ms(unsigned char time)/ 延时 1msun sig ned char i,j;for(i=0;itime;i+)for(j=0;j250;j+);/使能1602En ableLCD()rs=0;rw=0;e=0;delay1ms(3);e=1;/写LCD函数WriteLCD(u nsig ned char i)P0=i;rs=1;rw=0;e=0;delay1ms(2);e=1;/写LCD内部地址函数WriteLCDRAM(u nsig ned char data *address,m

20、)un sig ned char i,j;for(i=0;im;i+,address+)j=*address;WriteLCD(j);/LCD显示LCDSHOW()P0=0XC;En ableLCD();/显示器开、光标关P0=0x80;/写入显示起始地址En ableLCD();WriteLCDRAM(time1,16);P0=0xc1;/写入显示起始地址En ableLCD();WriteLCDRAM(time2,15);/自建字函数库Desig nH Z()un sig ned char i;P0=0x40;En ableLCD();for(i=0;i32;i+)WriteLCD(tab

21、i); delay1ms(2);/写DS1302子程序WriteDS1302(u nsig ned char address)un sig ned char i;clk=0;_nop_();rst=1;_nop_();for(i=0;i=1;clk=0;/读DS1302子程序un sig ned char ReadDS1302()un sig ned char i,j=0;for(i=0;i=1;_nop_(); clk=O;_nop_();if(dat) j|=0x80;_nop_(); clk=1; return(j);/部分显示数据初始化Timel nit() time11=time11

22、3=time28=time29=time210=0x20,time214=0; time16=1,time19=2,time112=3,time12=2,time13=0;time114=W,time22=time2 5=:;WriteDS1302(0xc1); alarm0=ReadDS1302(); rst=0;WriteDS1302(0xc3); alarm1=ReadDS1302(); rst=0;WriteDS1302(0xc5); time10=ReadDS1302(); rst=0;/读取时间ReadTime()un sig ned char i,m ,n;WriteDS1302

23、(0x8d); m=ReadDS1302();rst=0;time14=m/16+0x30; time15=m%16+0x30;WriteDS1302(0x8b); m=ReadDS1302();rst=0;time115=m+0x30;for(i=7, n=0x89;i11;i+=3, n-=2)/读取年份/读取星期/读取月份和日期WriteDS1302( n); m=ReadDS1302(); rst=0;time1i=m/16+0x30; time1i+1=m%16+0x30;/读取时,分,秒for(m=0,i=0, n=0x85;i7;i+=3 ,n-=2,m+) WriteDS130

24、2( n); timem=ReadDS1302(); rst=0; time2i=timem/16+0x30; time2i+1=timem%16+0x30;time0() in terrupt 1 using 1i-;if(i=0)if(j!=0)j-;i=20;TH0=TIME/256,TL0=TIME%256;/闹钟部分in time1() in terrupt 3TH1=th1,TL1=tl1;P3_2=!P3_2;/显示闹钟设置数据showalarm()un sig ned char i,j,a,b ,n;ET1=1;for(j=0;j=4;if(a=O)TR1=0; goto D1

25、;a=(-a)1)/2;TH仁th仁table1a/256,TL仁tl仁table1a%256; TR1=1;D1:dob-;for(n=0;n2)i+;j=(time110&0 xf)*10+(time111&0xf);i+=j;i%=7;if(i=0)i=7;return(i);/设置时间settime()un sig ned char i=0x85,year,m on th,day ,n; time26=time27=0x30,time114=time115=0x20; LCDSHOW();while(1)P0=0xe;/显示器开、光标开En ableLCD();PO=i;/定光标En

26、ableLCD();P2=0xf7;if(P2!=0XF7) delaylms(IOO);/ 延时 O.1s 去抖动if(P2!=0XF7)j=7;if(P2=0X77)i+=3;if(i=0x8e)i=0xc2;else if(i0xc5)i=0x85;else if(P2=0xb7)year=(time14&0 xf)*10+(time15&0xf); mon th=(time17&0 xf)*10+(time18&0xf); day=(time110&0 xf)*10+(time111&0xf); if(i=0x85)year+;if(year99)year=0;if(year%4)!=

27、0)if(mo nth=2&day=29)day=28;else if(i=0x88)mon th+;if(mo nth12)mon th=1;if(dayDaymo nth-1)day=Daym on th-1;if(mon th=2&(year%4)=0) day=29;else if(i=0x8b)day+;if(dayDaymo nth-1)if(mon th=2&(year%4)=0) if(day29) day=1;if(mo nth!=2)day=1;else if(i=0xc2)n=(time20&0xf)*10+(time21&0xf);n+;if(n 23)n=0;time

28、20=n/10+0x30;time21=n%10+0x30;elsen=(time23&0xf)*10+(time24&0xf);n+;if(n 59)n=0;time23=n/10+0x30;time24=n%10+0x30;time14=year/10+0x30;time1 5=year%10+0x30; time17=m on th/10+0x30;time18=mo nth%10+0x30;time110=day/10+0x30;time111=day%10+0x30;LCDSHOW();else if(P2=0xd7)WriteDS1302(0x8c);WriteDS1302(tim

29、e14&0xf)*16+(time15&0xf);rst=O;WriteDS1302(0x8a);WriteDS1302(setweek();rst=O;for(i=7, n=0x88;i11;i+=3, n-=2)WriteDS1302( n);WriteDS1302(time1i&0 xf)*16+(time1i+1&0xf);rst=0;for(i=0;i7;i+=3, n-=2)WriteDS1302( n);WriteDS1302(time2i&0 xf)*16+(time2i+1&0xf); rst=0;TR0=0; time114=W; return;else TR0=0; time114=W; return; if(j=0)TR0=0;time114=W; return;/设置闹钟setalarm()un sig ned char i,n;for(i=1;i0xc5) i=0xc2;else if(P2=0xb7)if(i=0xc2)n=(time20&0xf)*10+(time21&0xf);n+;if(n 23)n=0;time20=n/10+0x30;time21=n%10+0x30;elsen=(time23&0xf)*10+(