《论文_单片机毕业设计论文(定稿)》

1、摘要本设计是基于51系列的单片机进行的实时h历和时钟显示设计，可以显示年月r 时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外 围扩展知识进行了比较全面准备。实时h历和时钟显示的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由 at89s52单片机，led显示电路，以及调时按键电路等组成，系统通过lei）显示数据，所 以具有人性化的操作和直观的显示效果。软件方面主要包括时钟程序、键盘程序，显示 程序等。本系统以单片机的汇编语言进行软件设计，为了便于扩展和更改，软件的设计 采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，以便更简单地实现调整时间及 日期显示功能。

2、所有程序编写完成后，在wave软件屮进行调试，确定没有问题后，在 proteus软件中尿入单片机内进行仿真。关键词 :at89s52；ds1302； ledabstractthis design is based on 51 series monolithic integrated circuits of a real-time calendar and the clock shows the design, you can show how and when a week, has may adjust the date and time functions in the design fo

3、r monolithic integrated circuits, and peripheral to expand the basic theories of knowledge was fairly comprehensive preparation.real-time calendar and the clock shows the design in hardware and software design of hardware that is synchronized, the led display at89s52 monolithic integrated circuits,

4、and when should the electrical circuits, the system through the led display data so be humanized operate and intuitive that effect, including the software application programs, the keyboard, the program, etc. this system to monolithic integrated circuits of the assembly language for easily developin

5、g software design, and changes, software design to use modular design, the programming logical relationship with more and more so as to realize the time and date display the functions. all procedures in writing after wave of debugging the software and make no question of the proteus software embedde

6、d monolithic integrated circuits.key words : at89s52; ds 1302; led目录1概述12设计方案论证22.1功能要求22.2方案确定2221单片机芯片的选择方案和论证2222显示模块选择方案和论证3223时钟芯片的选择方案和论证3224电路设计最终方案确定33主控制器和外围器件43.1at89s52 单片机43.2ds1302时钟芯片43.2.1ds1302 芯片介绍43.2.2ds1302 的应用83.3数码管led83.4 译码器 74hc13893.5 锁存器 74ls24494硬件设计104.1电路设计框图104.2系统概述10

7、4.3电源设计104.4单片机的复位电路114.5单片机系统的晶振电路114.6主电路设计125软件设计135.1主程序设计135.2键盘子程序设计145.3 h历时钟子程序设计165.4显示子程序设计186系统调试186软件调试186.2硬件调试197结论20致谢22参考文献23附录24附录i駛件电路图24附录ii主程序源代码25附录iii外文翻译原文39附录iv外文翻译译文501概述在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都 趋于人性化、智能化，这些电器设备人部分都含有cpu控制器或者是单片机。单 片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅

8、猛 发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、口常消费类产品和玩 具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流 水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机 来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学 技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让 时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设 计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石 英表，石英钟都采用了石英技术，因此走

9、时精度高，稳定性好，使用方便，不需 耍经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用led 显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时, 分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基 础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工 作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的人小决定了单 片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种 实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但 误

10、差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现， 在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有： ds1302, ds12887, x1203等都可以满足高精度的要求。木文设计的日历和时钟的显示广泛用于小型智能家用电子产品，如电子钟。 利用单片机进行控制，实时时钟芯片ds1302进行记时，外加掉电存储电路和显 示电路，可实现时间的调整和显示。电子钟既可广泛应用于家庭，也可应用于银 行、邮屯、宾馆、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、 门卫等场所。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。2设计方案论证2. 1功能要求1、能显示年、

11、月、日、时、分、秒、星期2、能对时间进行手动修正3、釆用24小时制4、使用led显示时间参数5、上电后，电子钟显示“2010年1月1日”“1时1分1秒星期1”对时，分，秒，口，月，年高位为0时做消隐处理，只显示单个数字以増强其 可读性。2.2方案确定2.2.1单片机芯片的选择方案和论证方案一：采用89c51芯片作为硬件核心，采用flash rom,内部具有4kb rom存储空 间，能于3v的超低压工作，而且与mcs-51系列单片机完全兼容，但是运用于电路 设计屮时由于不具备1sp在线编程技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错 误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造

12、成一 定的损坏。方案二：釆用at89s52,片内rom全都釆用flash rom；能以3v的超底压工作;同时 也与mcs-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8kb rom存储空间，同样具有 89c51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序 的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以 不会对芯片造成损坏。所以选择采用at89s52作为主控制系统.2.2.2显示模块选择方案和论证方案一：采用led液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强人，可显示人量文字，图形, 显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不釆用 led液晶显示

13、屏。方案二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，对 于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，月价格也相对较高,所以也 不用此种作为显示。方案三：采用led数码管动态扫描,led数码管价格适中，对于显示数字最合适，而且 采用动态扌描法与单片机连接时，占用的单片机口线少。所以采用了 led数码管作为显示。2.2.3时钟芯片的选择方案和论证方案一：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。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的 时间误差较人。所以不采用此方案。方案二釆用ds1302时钟芯片实现时钟，ds130

14、2芯片是-种高性能的时钟芯片，可 口动对秒、分、时、日、周、月、年以及闺年补偿的年进行计数，而且精度高, 位的ram做为数据暂存区，工作电压2. 5v5.5v范围内，2. 5v时耗电小于300na.2.2.4电路设计最终方案确定综上各方案所述，对此次作品的方案选定：以单片机at89s52为主控制器， 时间数据是通过时钟芯片ds1302来读取，并通过led数码管显示出来，并用键盘来完成对当前时间的调整。3主控制器和外围器件3. 1at89s52 单片机at89s52是一种低功耗、高性能cmos 8位微控制器，使用atmel公司高密 度非易失性存储器技术制造，与工业80c51产品指令和引脚完全兼容

15、。并具有以 下标准功能：8k字节flash, 256字节ram, 32位i/o 口线，看门狗定时器， 2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级屮断结构，全双工 串行口，片内晶振及时钟屯路。另外，at89s52可降至0hz静态逻辑操作，支 持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/ 计数器、串口、屮断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻 结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3. 2ds1302时钟芯片3.2.1ds1302芯片介绍低功耗时钟芯片ds1302可以对年、月、fi、时、分、秒进行计时，且具有 闰年补偿等多

16、种功能。ds1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数 据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对氏时间的 连续测控系统结果的分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义。采用ds1302作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记 录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的肓h性，给连续长 时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便，可广泛应用于长时间连续的测控系统中。在测量控制系统中，特别是长时间无人职守的测控系统中， 经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。记录及分析这些特殊意 义的数据，对测控系统的性能分析及正常运行

17、具有重要的意义。传统的数据记录 方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准 确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要釆用计数器，占用硬件资 源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系 统可能不允许。而在系统屮采用ds1302则能很好地解决这个问题。ds1302的性能特性实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数；用于高速数据暂存的31x8位ram；最少引脚的串彳亍t/0；2.55.5v电压工作范围； 2. 5v时耗电小于300na；用于时钟或ram数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；简单的3线接

18、口；可选的慢速充电（至vcg的能力。ds1302时钟芯片包括实时时钟/h历和31字节的静态ram。它经过一个简单 的串行接口与微处理器通信。实时时钟/h历提供秒、分、时、日、周、月和年 等信息。对于小于31天的月和月末的口期自动进行调整，还包括闰年校正的功 能。时钟的运行可以采用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有主电源/后备电源双电源引脚：vcc1在单电源与电池供电的系 统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；v“2在双电源系统中提供主电源， 在这种运用方式屮，vcc

19、i连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时 间信息以及数据。ds1302由vg或vo：2中较大者供电。当vcc2大于vcc.+o. 2v时， voc2给ds1302供电;当v“2小于vcc】时，ds1302由v*供电。ds1302数据操作原理ds1302在任何数据传送时必须先初始化，把rst脚置为高电平，然后把8 位地址和命令字装入移位寄存器，数据在sclk的上升沿被输入。无论是读周期 还是写周期，开始8位指定40个寄存器屮哪个被访问到。在开始8个时钟周期, 把命令字节装入移位寄存器z后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操 作时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8,在多

20、字节方式下为8 加字节数，最大可达248字节数。1 vcc2vccl27xiscuk3 x2rrxi/o645gndrst图3-1 ds1302管脚图如果在传送过程中置rst为低电平，则会终止本次数据传送，并且i/o引脚 变为高阻态。上电运行时，在vcc >=2. 5v之前，rst脚必须保持低电平。只有在 sclk为低电平时，才能将rst置为高电平。ds1302的管脚图如图3-1所示，表 3-2为各引脚的功能。引脚号引脚名称功能1vcc2主电源2, 3xi, x2振荡源，外接32768hz晶振4gnd地线5rst复位/片选线6i/o串行数据输入/输出端（双向）7sclk串行时钟输入端8v

21、cci后备电源表3-2 ds1302引脚功能表ds1302的控制字如图3-3所示。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屮。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51 （a4a0）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入/输岀。图3-3控制字节的含义为了提高对32个地址的寻址能力（地址/命令位15 =逻辑1）,可以把时 钟/fi历或ram寄存器规定为多字节（burst）方式。位6规定时钟或ram,而位 0规定读或写。在时钟/fi历寄存器中的

22、地址931或ram寄存器中的地址31不 能存储数据。在多字节方式屮，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3-4所示。scl 爭rst图3-4数据读写程序ds1302共有12个寄存器，其中有7个寄存器与r历、时钟相关，存放的数据位为bcd码形式，其口历、时间寄存器及其控制字见表3-5,其屮奇数为读操作，偶数为写操作。寄存器命令码数据范围寄存器屮各位的内容名称地址写读76543210秒00h80h81h00 59ch秒数据分0

23、1118211831100590分数据时02h84h85h0t12或 002312/24010/ap时数据h03h86h87h0128, 2930, 3100h数据月04h88h89hori2000月数据星期05h9ah8bh01 0700000星期数据年06h8ch8dh0099年数据多字节读写behbfh表3-5片内时钟数据寄存器3.2.2ds1302 的应用实时时钟芯片ds1302采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的 充电功能，也可以关闭充电功能，芯片采用32768hz晶振。要特别说明的是，备 用电源bt1可以用电池或超级电容（10万nf以上）。虽然ds1302在主电源掉电后耗

24、电很小，但如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。如果断电 时间较短（几小时或几天），可以用漏电较小的普通电解电容代替（100 pf就可 以保证1小时的正常走时）。ds1302在第一次加电后，需进行初始化操作。初始化后就可以按正常方法调整时间。ds1302的时钟电路如图3-6所示。ib+5vt 1vcc2"ixi32761hz113匸14gnd1vcclbt1th)7 5v ovlkt c6r?t5ds13o2图3-6 ds1302时钟电路3. 3数码管ledlei）显示器曲若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个笔画或一个点就发光。控制和应的管导通，就能显示出对

25、应字符。各段led显示器 需要由驱动电路驱动。在七段led显示器中，通常将各段发光二极管的阴极或阳 极连在一起作为公共端。将各段发光二极管连在一起的叫共阳极显示器，用低电 平驱动；将阴极连在一起的叫共阴极显示器，用高电平驱动。静态显示就是每一个显示器各笔画段都要独占具有一个锁存功能的输出口 线，cpu把要显示的字形代码送到输出口上，就可以使显示器上显示所需的数字 或符号，此后，即使cpu不在去访问它，因为各笔画段借口具有锁存功能，显示 的内容也不会消失。动态显示是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截 止。静态显示有并行输出和串行输出两种方式。在本系统中数码管使用共阴极接 法

26、而月是用动态显示。3.4 译码器 74hc13874hc138译码器是通过3条线来达到控制8条线的状态，就是通过3条控制 线ao、al、a2不同的高低电平组合來控制y0y7的输出状态，其中4和5为使 能地端，与8引脚共同接地，当接高电平时y0到y7输出高电平。6号脚为使能 端，为高电平时有效。74hc138封装如图3-7。当需要级联时只需要改变使能端图3-774hc138封装图3. 5 锁存器 74ls244741s244由2组、每组四路输入、 输出构成。每组有一个控制端g,由 控制端的高或低电平决定该组数据 被接通还是断开。output comtrolinputoutputinputoutp

27、utinput output input outputinput图3-8 74ls244引脚图4硬件设计4.1电路设计框图4. 2系统概述本电路是曲at89s52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在 3v超低压工作；时钟电路由ds1302提供，它是一种高性能、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2.5v5. 5vo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内部有一个31*8 的用于临时性存放数据的ram寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，

28、具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；显示部 份由15个数码管，74hs138、741s244构成。使用动态扫描显示方式对数字的显 75 o硬件的结构和可靠性直接影响着整个系统的可靠性，所以合理的安排电路能 提高电了产6厶的性能。4. 3电源设计在这里因设计分工和侧垂点不同，电源模块用通用的5v变压器。4. 4单片机的复位电路+5vam?3jifr222du1189r1ik垒一更31 >xtal1xtal2rstpsen-ale labeleapobwdopo.1/ad1p02wd2po3wd3po.wd4poj5wd5 p0j&wd6 po.tdtp2

29、flw3p2.1 鸽9p22a1d p23w11p2.w12p2j5w13p2j&wup2.7m1sgnd12356t8p3exdp3.1/txdp321swp331ntfp14/njp3j5ep36咂p芮丽甜33373433322124歪25亘281d们1213代151617aiscsi图4-2手动复位电路在系统运行的过程屮，有时可能对系统需要进行复位，为了避免对硬件系统 经常加电和断电造成的损害，设计了手动的复位电路。如图42所示。这种电路 的设计，在系统的运行过程屮需要复位时，只需使开关闭合，在rst端就会岀 现一定时间的高电平信号，从而使单片机实现复位。4. 5单片机系统的晶振

30、电路单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。mcs-51系列单片机内部都有一 个时钟振荡电路，只需外接晶振源，就能产生一定频率的时钟信号送到单片机的 内部的各个单元，决定单片机的工作速度。图43就是内部时钟工作方式的屯路 图，这是一种常用的方式。这种方式是外界振荡源，本设计就采用这种外接晶振 的方法。电路屮的两个电容的作用有対个：一是帮助振荡器起振（c1c2的值大,起振的速度慢；反乙 速度快。）;二是对振荡器的频率起到微调的作用（c1c2的值大，频率略有减少，反之，频率略有提高）。c1c2的值采用30pfoi-c130pfx1c2mjpfu119>xtal1crystal18xtal2图4

31、-3单片机内部晶振电路连接图4. 6主电路设计主电路的功能是完成年、月、星期、时、分、秒z间的转换，再送往 led显示，并且接受键盘操作，对f!期和时间进行校正。电路原理图如图4-4所示，显示部分用p0 口做为输出数据接到led数码管 a到h,并接741s244做为各段的驱动（为了简化电路图在此用了 8个上拉电阻 代替741s244）o用p3 口的低3位接译码器的ao,a1,a2端，用p3. 3, p3. 4, p3. 5 分别接译码器的使能端，通过控制p3 口来控制led的动态扫描。单片机的18 和19引脚接12mhz的晶振，并接两个22pf的电容同时接地，单片机复位端接一 极性电容并连接到

32、电源处，在极性电容的负极接一 10k的电阻，并连接至地做为 放电用。木设计用到四个独立式键盘分别接到p1 口的低4位，用p1 口的 p14,p1.5,p16接日历时钟的使能端和时钟端及数据输入输出口，并在日历时 钟上接一 32. 768khz的晶振，并接两个22pf的电容终端和地相连，各芯片的电 源部分分别接到有开关式电源产生的+ 5v电源上，芯片的接地端都接在公共地上，在这里接电源部分就不再一一详述。设计采用动态显示，轮流扫描各个led使之显示相应的数型码，当扫描频率 大于人眼所能识别的频率时就看不到闪烁现象。动态显示的亮度不如静态显示， 但静态显示占用的i/o 口资源较多，往往用移位寄存器

33、74ls164等来扩充其i/o 口不足的情况，当显示位数较多时，这样势必增加硬件开销，增大成木，不利于 开阔市场。本设计的突出之处在于硬件电路简单，大大减少了硬件开销，这样又 势必增加了软件开发的难度，但降低了成本有利于市场的开阔。rewcx 5cocfg dp=i=哙2芒5t4whurstr>1»1iqam4pq7ad7psw 畫n2m 2»11r?sa<3r2tmmmrmxqpl vt»ni/rw小naott 2wmrnrfi4 pis iff3vtd nvri » -abcdefg dp 12图4-4电路原理图5软件设计软件的设计是设计

34、控制系统的应用程序。其任务是在整体设计和硬件设计的 基础上，确定程序结构，分配内ram资源，划分功能模块，然后进行主程序和各 模块程序的设计，最后连接起来成为一个完整应用程序，与硬件和结合完成相应功能。5.1主程序设计主程序才用模块化设计，流程图如图5-1所示。从上面主程序看ill,主程序的组成是通过分别调用各子程序组成总体系统功能，能很直观的看出主程序所要完成的功能，首先是初始化各模块，之后调用键 盘完成时间的调整，调用h历子程序完成h历时钟的初始化和时间数据的读写， 调用显示了程序显示数据，最后又转到键盘程序來冋循环。初始化部分主要有初始化定时器部分和和一些寄存器、标志位、初始化时间 等。

35、对定时器to初始化时，首先置初值，cpu开屮断，定时器to开屮断，并月.开始计数,而对定时器t1初始化时,首先置初值,定时器t1关中断,并且停止结束计数，只有收到命令时才能产生中 断。寄存器的初始化主要是初始化 执行程序时用到的部分ram空间，防 止程序执行时带来混乱。标志位初始化是对时间调整时 判断是调分还是调时等而专设的位 标志，初始化过程屮标志位全部置 0,即开始时是处于显示状态，而不 是调整状态，这一点在程序屮相当明to初始化时间是开机时显示的时间，并通过调用h历时钟的写程序来完成时间的置初值。图5-1程序流程图5. 2键盘子程序设计多功能键盘程序的设计是本设计的难点，也是完成本设计的

36、重点，当有键按 下时，调用10ms延时程序，再判断是否有键按下无则返冋，若有先调用显示程 序再判断是否松开，否则再转到显示程序，这样避免了在按键松开之前能正常显 示。其中k1键功能最多，通过判断k1键按下的次数来判断是调时间还是定时， 并对对应的位置闪烁。本键盘深度为7级，即连续按下k1键8次时则返回到原 来界面。当判断键值为1时则为调秒状态，对应的秒低位闪烁，为2时为调分状 态并分闪烁，为3时为调时状态并时闪烁，为4时为调日状态并日闪烁，为5 时为调月状态并月闪烁，为6时为调年状态并年闪烁，为7时为调星期状态并星 期闪烁。k2为加1键，k3为减1键，k4为总返回键，即在调时见时不用只有 按下

37、k1键值为8才返冋，而通过按下k4键即可返冋。曲于键盘流程图非常复杂, 在此只表示秒，如图5-2所示，其余略。调显小 秒闪烁秒减秒加秒数据送ds1302图5-2键盘子程序流程图5.3日历时钟子程序设计ds1302与cpu的连接需要三条线,即sclk、1/0(6)、rst(5) 0日历时钟 ds1302的读写需要初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主 设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机启动写时 序开始，如果耍求单总线器件冋送是低位在先。读写都是16位数据高8位是地 址低8位是数据，在读写时要严格遵从其读写时序，否则读写将会失效。当rst为高电平时，所有的

38、数据传送被初始化，允许对ds1302进行操作。如果在传送 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vcc 22.5vz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，这 一点我们要一定注意。当rst置为高电平时，在串行时钟的sclk的上升沿,ds1302从t/0端口读入一位数据, 8个串行时钟脉冲就对以读入一字节的数据。在串行时钟的下降沿，ds1302向i/o端口输出 一位数据，8个串行时钟脉冲就可以输出一字节的数据。显示子程序设计电子产品是否实用其屮显示占了很重要的地位，很多数人都渴 求用视觉效果好，范围广，直观明了，le

39、d符合以上的要求，但相应的駛件设计 和对复杂。(a)时钟写(b)时钟读图5-3日历时钟的写和读5.4显示子程序设计本设计的显示部分具有消隐和闪烁功能，当时分秒等高位为0时显示消隐,此时在读时间时更加明了，但低位不能显示消隐。闪烁功能也是木设计的一个难点，本设计采用8个位标志位，其中一个标志位通过用定时器0产生一个周期人约为每秒1. 5次，使闪烁时效果达到最好。此时定时器采用定时中断的工作方式,这样可以充分利用cpu资源。另外7个标志位是时分秒等的位标志位，当秒标志位置1时即秒开闪烁，与用中断产生的标志位相结合，即在一个周期内为0时此时消隐为1时开显示，这样就使在调时间时对应的位闪烁。6系统调试

40、单片机系统经过总体设计，完成了硬件和软件设计开发。通过软件和硬件相 结合系统即可运行。但编制好的程序或焊接好的线路不能按预计的那样正常工作 是常见的事，经常会出现一些硬件、软件上的错误，这是软件和硬件开发者经常 遇见的，这就需要通过调试来发现错误并加以改正。调试可分为硬件调试和软件 调试。本设计系统的己经在pc机上用模拟开发软件进行了检测和调试，并运行 成功，最后进行实物图的硕件组装与调试，这样就给开发者在提供了方便。6.1软件调试本设计是在proteus软件和wava6000软件相结合调试的，完全用仿真软件 在pc机上对fl标电路原理图和程序进行检测和调试。调试过程中单片机相应输 入端由通用

41、键盘和鼠标设定，运行状态、各寄存器状态、端口状态等都町以在指 定的窗口区域显示出来，以确定程序运行有无错误。冃标程序纠错：该阶段丁作通常在冃标程序编辑时就完成。一般来说，仿真 软件能为用户输入的程序指令纠错，包括书写格式、标号未定义或多重定义、转 移地址溢出等错误。整体程序调试：即把各子程序整体连起來进入到综合电路调试，看是否能实 现预计的功能显示。在这阶段若发生故障，可以考虑各子程序在运行时是否破坏 现场，数据缓冲单元是否发生冲突，标志位的建立和清除在设计上是否失谋，堆 栈是否溢出，输入输出状态是否正常等。经过多次修改程序最后调试出來理想的效果，如图6-1所示3t'3531'

42、3210'111213abcdefg dp1234abcdefg dp 12pbcdefg dp 12图 61 proteus 仿真用软件模拟器调试不需任何在线仿真器，也不需要用户样机，直接就可以在 pc机上开发和调试。调试和修改完毕后可以直接使用编程器将软件固化在冃标 系统rom中，然后投入运行。6. 2硬件调试焊接电路板如图62所示单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的，许多硬件故障在软件调试时才能发现，但通常耍先排除系统中明显的硬件故障。调试工作可以分为四步: 线路检查：根据硬件逻辑设计图，仔细检查样机线路是否连接止确，并核对 元器件的型号、规格和安装是否符合要求，必要时可

43、用万用表检测线路通断情况。电源调试：样机的第一次通电测试很垂要，若样机中存在电源故障，则加电 后将造成器件损坏。调试的方法有两种：一种是断开样机稳压电源的输出端，检 查空载时电源工作情况；另一种是拔下样机上的主要集成芯片，检查电源的负载 能力（用假负载）。确保电源无故障并性能 符合设计要求。通电检查：在确保电源良好前提下，接 通电源。最好在电源与其余电路之间串接一 个电流表。若接通后屯流很人，必须立即切 断电源。电源人得超出正常范围，说明电路 中有短路或故障。通电检查的主要目的是看 系统是否存在短路或由元器件损坏、装配错 谋引起的电流异常。如图6-2焊接电路板检查芯片的逻辑关系是否出错：加电后

44、检查各芯片插座上相关引脚的电位, 仔细测量相应的输入输出电平是否止常。单片机系统人都是数字逻辑电路，使用 电平检查法可首先查岀逻辑设计是否正确，选用器件和连接关系是否符合要求 i c木设计特点突出，性价比高，适合于家庭挂历，有很高应用价值。7结论硬件系统关系到所要设计的电子产品好怀，如系统抗干扰性等，所以要合理 的安排尽量减少干扰提高性能。单片机是很容易受干扰的控制器，当采用外部晶 振时，应尽量让其靠近单片机减少对其干扰，防止程序乱飞现象。同时还可以采 用隔离等方式减少干扰，硬件系统设计的好坏很大部分来源于经验，所以我们要 有动手的好习惯。软件设计是核心部分，具有多样化，灵活性高，易移植等优点

45、，耍深深理会 各指令的含义才能更加熟练应用，屮断的合理利用可以减少cpu利用资源，具有 执行效率高等优点，本设计用到定时器中断以减少对cpu的占用，更好的处理其 他功能。软件的设计大部分采用模块化设计的方法以方便调试，并使其可读性人 大增强，方便更改和移植。在这次设计中我学到了很多，也发现了自己的不足，也难免有错误之处，敬 请提出！致谢不知不觉，十二周的毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试 进展良好。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结朿，从此我将进入一 个新的人生旅途、开始一段崭新的生活工作。在此，我衷心地感谢所有在我 做毕业设计期间帮助过我的人。首先我耍感谢xx老师、xx

46、老师xx老师的大力帮助和支持。在整个设计过 程当中，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成毕业设计的过程中提供 了很多指导性的意见，使我受益匪浅。在此，我衷心感谢老师们给予我的帮助和 教育。此外，还要衷心感谢其他所有对本课题的研究和论文撰写有过帮助的同学。最后，我要感谢我的母校一一xxxxxxx,在校期间，这里给我留下了美好的 回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个 锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我 对所学知识的综合应用能力。祝愿母校的将來更美好！参考文献01何宏主编.单片机原理与接口技术.北京:国防工业出版社.2006

47、. 0702杨西明，朱骐主编.单片机编程与应用入门.北京:机械工业出版社.2001. 0603先锋工作室编著.单片机程序设计实例.北京:清华人学出版社.2003. 0104谢宜仁主编.单片机实用技术问答.北京:人民邮电出版社.2003. 0205孙江宏，李良玉等编苦.protel99电路设计与应川.北京:机械工业出版社.2004. 0706房小翠，王金风编著.单片机实用系统设计技术.北京：国防工业出版社.1999. 0607秦曾煌主编.电工学（电子技术）北京：高筹教育出版社，200408何立民.单片机高级教程应用与设计北京：北京航空航天大学出版社，200009刘国荣单片微型计算机技术北京:机械

48、工业出版社,199610 王迎旭.单片机原理与应用.北京：机械工业出版社，200411 于永权.atmel89系列单片机应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，200112 高峰.单片微型计算机原理与接口技术.北京：科学出版社，200313 各种网络教程及其他附录附录1硬件电路图kdnx1k11m1k2m2r13m0r1whr16m6k3m1nm nk 曲ti f23m1 r2<at2f2£ku f27at5f3ikxd n.vtxdfibcdefg dp 12ftbcdefg dp 12附录ii主程序源代码zhuan bit 50h;闪烁标志位辅助标志位zhuan 1 bit

49、51h；年开闪烁的标志位zhuan2 bit 52h；月开闪烁的标志位zhuan3 bit53h;日开闪烁的标志位zhuan4 bit 54h；时开闪烁的标志位zhuan5bit55h;分开闪烁的标志位zhuan6 bit 56h;秒开闪烁的标志位zhuan7 bit 57h；星期开闪烁的标志位org 0000hljmp start；开始并初始化org 000bh；定时/计数to中断ljmp zduanorg 001bh淀时/计数t1中断ljmp zduan2zduan:mov tho,#ooh ;使zhuan由正到负周期人约为1.5即当开闪烁时每秒大约闪烁1.5次环境movtlo,#oohd

50、jnz r7,zduan1；循环指令cplzhuan;闪烁标志位求反mov r7,#3zduan1: reti;中断返回zduan2:m0v th 1 ,#ofchmovtl1,#43hcpl p3.0retiorgoiooh；设堆栈；t0,ti工作方式1start:mov sp,#70hmovtmod,#11hmovtho,#oohmov tl0,#00hmovth1,#ofchmovtl1,#43h;初始化寄存器；时间赋初始值setb easetb etosetb troclr zhuan1clrzhuan2clrzhuan3clrzhuan4clrzhuan5clrzhuan6clrzh

51、uan7mov r7,#3mov 5fh,#00hmov30h,#01hmov31h,#01hmov32h,#01h;开放cpu;开放to中断;启动to工作;初始化标志位mov33h,#01hmov34h,#01hmov35h,#01hmov 36h,#10hsetbp 1.4 ;启动设置写保护寄存器mova,#10001110b ;命令字节，07h寄存器写acallwbytemov a,#00h；允许写数据字节acall wbyteclrp1.4;rst=o,停止传送mov r0,#30h；数据存放首地址mov r2,#8;写8个字节setbp1.4；启动连续写8个字节mov a,#0beh

52、；设多字节写命令字lcall wbytechushi:mov a,r0;取数据lcall wbyte ;写一个字节inc rodjnz r2,chushi ;循环写8个字节；主程序main:lcall jian ;调键盘子程序lcall rililcall xiansjmp main；调日历时钟程序;调显示程序；键盘程序jian:mov p1,#offh ;初始mov a,plcplajnzji1；判键按下ljmp jian4ji1:lcall delay；调延时cplajnz ji2ljmp jian4ji2:jnb p1.1jian3;判k2键为0转jnb p1.2jian3;判k3键为0

53、转jiano:movp1,#offhjnbp1.3jian3;判k4键为0转jnbp1.0jian1；判k1键为0转ljmp jianxjianklcall delay ;调延时去抖动jb p1.03ianx ;为1就是键抖动jian11:lcall xian;调显示jnbp1.0jian11 ;判键 k1 松开mov a,5fhadd a,#l；寄存器加1mov 5fh,acjne a,#&jianxljmp jian3jianx:mov a,5fhcjne a,# 1,jia1;比较转移指令a不等于#时，转移ljmp tiaom ;转调秒子程序jia1:mova,5fhcjne a,#2