液晶电子万年历——毕业设计

1、西安文理学院物理与机械电子工程学院本科毕业论文（设计）题 目 液晶电子万年历设计与制作 专业班级 10级电子信息工程（2）班 学 号 学生姓名 李 斌 指导教师 刘 渭 清 设计所在单位 西安文理学院 2014年5月西安文理学院本科毕业设计（论文）任务书题 目液晶电子万年历设计与制作学生姓名李 斌学 号专业班级10级电子信息工程（2）班指导教师刘渭清职 称讲师教 研 室电子信息工程毕业设计（论文）任务与要求任务：运用单片机的理论、技术，在一块12864LCD液晶显示模块上实现日历,温度显示，闹铃，星期。要求;1、以MCS-51系列的单片机为核心器件，完成电子万年历制作。2、显示屏由一块 128

2、64LCD液晶显示模块组成，可以依次显示四行信息。3、通过编程实现时间、DS18B20温度自动刷新，温度报警功能。毕业设计（论文）工作进程起止时间工作内容2013.12.20-2014.2.162013.2.17-2013.3.32013.3.4-2013.4.152013.4.16-2013.4.202013.4.21-2013.5.10利用学校图书馆电子阅览室和图书，查阅有关12864液晶显示模块的原理及使用。深入研究单片机的软硬件设计方法，提出设计方案及实现方法。根据设计方案，编程，调试。完成论文准备工作。撰写论文，指导教师审阅。开始日期 2014.1.10 完成日期 2014.5.30

3、 教研室主任（签字） 系主任（签字） 西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告题 目液晶电子万年历设计与制作学生姓名李 斌学 号专业名称 电子信息工程 指导教师刘渭清开题时间2014.3.10班 级10级2班一、 选题目的和意义：目的：1、掌握51单片机的理论与编程技术。 2、掌握用单片机在一块12864LCD液晶显示模块上动态显示。意义： 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。液晶显示器件(LCD)是本世纪初最有活力的电子产品之一。由于LC

4、D具有低工作电压、微功耗、体积轻薄、驱动简单、易于实现画面显示、全色显示性能优良等特点已被公认为是媒体时代的关键器件。LCD的开发与发展大大扩展了显示器的应用范围，使显示便携化成为可能，目前大量电子设备如平板电视，智能机，平板电脑，车载导航仪，智能手环等已广泛应用。近十年来世界许多国家和地区都十分重视LCD产业的发展，加强了对LCD的投入。尽管现在在平板显示领域，出现PDP、有机EL、FFD等强有力挑战者。LCD在今后相当长的一段时间里仍将是最重要的显示器件之一。目前,液晶产业已划入国家战略支柱产业之一。二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势： 我国的液晶经过几年的发展，基本形成了具有一定规

5、模的国家战略骨干企业（如京东方、天马、龙腾光电、华星光电等），占行业市场总额的65%以上。我国做为世界最大的CRT、液晶电视制造国，在显示器产业发展历史上有着惨痛的教训。了解中国电子产业的朋友都知道一个词“缺芯少屏”，芯就是芯片，屏就是显示屏。早在1978年，我国从日本成套引进17-21英寸彩电生产线，在全国建成了八大彩色显像管厂（7家合资）和八大玻壳厂，同时引进113条彩电装配生产线，遍布于全国各地，由此诞生了长虹、TCL、康佳、海信等彩电巨头。 2009年8月25日，我国液晶面板龙头企业北京京东方，宣布投资280.3亿元人民币，建设我国第一条8.5代液晶面板生产线。此举如同一声霹雳，瞬间击

6、溃了外国厂商的技术封锁联盟。 进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，大量电子设备的出现如智能机，平板电脑等，必将在全球掀起新一轮液晶技术竞赛，液晶行业将步入高分辨率，低功耗，高性价比时代。由于视网膜显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，视网膜显示屏将会成为主流产品。视网膜显示屏的广泛应用会是LCD显示屏产业发展的一个新的增长点。未来LCD显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展。液晶时代必将让我们的生活更加缤纷多彩！ 三、主要研究内容： 该题目重点研究和掌握单片机和LCD12864液晶显示器的基本原理，主要研究内容：1、单片机技术理论；2、LCD12864液晶显示屏

7、的工作原理；3、LCD12864液晶显示依次显示四行信息（日期和温度，时间，星期等）；4、电路的设计，分析，程序设计、调试，优化等；5、软、硬件的调试。指导教师意见及建议： 液晶电子万年历是一种节能、环保的电子时钟显示装置，具有广阔的应用前景。李斌学生对该题目的要求已明确。希望抓紧时间，按时完成设计任务。同意开题。 签字： 2014年 月 日教研室审核意见： 签字： 年 月 日注：此表前三项由学生填写后，交指导教师签署意见，经教研室审批后，才能开题。 西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表题 目液晶电子万年历设计与制作学生姓名李 斌学 号专业名称电子信息工程指导教师刘渭清检查时间2014.

8、4.16 班 级10级2班毕 业 设 计（论文） 进 展 情 况在开题之后本人及时查找相关书籍文档资料并进行学习，在老师的严格指导下，3月上旬的时侯基本有了设计的整体思路，然后再经过1个星期左右的准备工作，在3月中旬开始着手于开发板的选择和液晶的选择，最终选择了12864液晶(带字库)作为本次毕业设计的显示模块，这期间参考一些相关资料很快确定了初期方案，然后开始在KILL开发环境下运用C语言编写软件程序并运行、调试，在proteus中绘制硬件电路图。在此期间本人在网上查找了大量相关资料确保上述工作顺利完成。目前的工作基本上是按原计划完成，为了能够很好的完成设计，本人学习了keil、proteu

9、s的使用方法，并学习keil和proteus的使用方法，4月初基本完成了程序的编写和调试，目前正在检查是否还存在问题，预计在4月中旬可以开始论文的撰写，4月底基本可以完成。 按照目前来看，基本可在5月初作品审核前完成剩余任务。指 导 教 师 意 见签字： 年 月 日教研室意见签字： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）指导教师评分表学生姓名李斌学 号专 业电子信息工程班 级10级2班毕业设计（论文）题目液晶电子万年历设计与制作设计（论文）起止时间 2014年1月10日 至 2014 年 月 日指导教师评语：建议成绩：指导教师签名： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）评阅教师评分表

10、学生姓名李斌学 号专 业电子信息工程班 级10级2班毕业设计（论文）题目液晶电子万年历设计与制作设计（论文）起止时间 2014年 1 月 10 日 至 2014 年 月 日评阅教师评语：建议成绩：评阅教师签名： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）答辩记录学生姓名李斌学 号专业名称电子信息工程答辩时间2014年 月 答辩地点 指导教师刘渭清题 目液晶电子万年历设计与制作答辩小组成 员姓 名职 称姓 名职 称提问及回答情况记录： 记录人签字： 年 月 日答辩成绩：答辩小组组长签名： 年 月 日毕业论文成绩答辩委员会认定成绩毕业论文等级系（院）答辩委员会意见：负责人签名： 年 月 日注：1、

11、毕业论文成绩=指导教师成绩×40%评阅教师成绩×20%答辩成绩×40%；2、论文等级分优秀（90分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（<60分）。液晶电子万年历摘要：本文的设计是基于一款以单片机AT89C51为控制器的LCD液晶电子显示系统的设计。LCD液晶显示屏是集微电子技术、信息处理技术以及计算机技术于一体的显示屏系统，广泛用于电子产品中。该系统可实现32个中文字符的显示和图片动态特效显示。此系统以其色彩鲜明，寿命长，亮度高，工作稳定可靠，功耗低等优点已经成为许多电子产品显示的主要选择。该系统目前主要应用于平板电视，液

12、晶显示屏，手机，平板等产品中。本文设计的LCD显示屏主要由51单片机控制，由一块12864（128*64）LCD液晶显示屏做扫描显示，实现全屏显示汉字，采用动态扫描显示。选用51单片机做控制系统,采用C语言进行编程。该单片机具有价格低程序写入方便，功耗低，操作简便等特点，整个系统便于维护和检修。系统仅仅占用了单片机的少量I /O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。 关键词：单片机; 12864液晶; 动态显示 LCD Electronic CalendarAbstract : This design is based on a single-chip LCD controller AT89C

13、51 as LCD electronic display system design . LCD screen is a set of microelectronic technology, information processing technology and computer technology in one of the display system, widely used in electronic products. The system can achieve 32 Chinese character display and picture display dynamic

14、effects . This system with its bright colors , long life, high brightness , stable and reliable , low power consumption has become the primary choice for many electronic products displayed . The system is mainly used in flat-panel TVs , LCD, mobile phone, tablet and other products. This design is ma

15、inly composed of 51 single-chip LCD display controlled by a 12864 (128 * 64) LCD display LCD display scan done to achieve full-screen display of Chinese characters , the use of dynamic scanning display . Selection of 51 single-chip control system, using C language programming. The microcontroller ha

16、s a written procedure to facilitate low price , low power consumption , simple operation , easy maintenance and overhaul the entire system . System takes up only a small microcontroller I / O ports and memory function for the system to leave room for expansion .Keywords: microcontroller ; 12864LCD ;

17、 dynamic display目录第一章 绪论1 1.1 选题的目的与意义1 1.2 本课题的发展趋势1 1.3 本课题主要研究内容2 1.4 论文的结构说明2 第二章 液晶电子万年历系统的设计方案4 2.1系统介绍42.2系统硬件方案4 2.2.1 51单片机42.2.2 LCD12864显示屏7 2.2.3 DS18B20温度传感器8 2.2.4 DS1302实时时钟8 2.2.5 无源蜂鸣器10 2.3系统软件方案10 2.3.1 单片机编程语言11 2.3.2 系统软件编译器的介绍11 第三章 AT89C51的工作原理及结构14 3.1 AT89C51简介14 3.2 引脚图 143

18、.3 引脚说明15 3.4 振荡器特性16 第四章 液晶电子万年历系统的硬件设计17 4.1 12864液晶模块17 4.2 DS1302实时时钟模块18 4.3 DS18B20温度传感器模块18 4.4 无源蜂鸣器驱动模块194.5 51最小系统设计19第五章 液晶电子万年历系统的程序设计21 5.1 C语言实现框架21 5.2 系统各模块程序设计21 5.2.1 LCD12864初始化21 5.2.2 DS18B20初始化24 5.2.3 DS1302初始化275.3 模块化编程31 第六章 液晶电子万年历系统的调试346.1软件调试34 6.1.1 程序的优化34 6.1.2 参数的优化

19、35 6.1.3 下载测试356.2 性能分析36 结束语37 致谢38 参考文献39附录40 1硬件原理图40 2各模块程序42 3演示效果图54 4英文文献55 第一章 绪论1.1 选题的目的与意义 目前，伴随平板，智能手机，平板电视的普及，LCD的发展已十分迅猛，大量的电子产品应用于人们生活中。电子万年历是采用数字电路和控制器实现对时，分,秒，日期显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展

20、了钟表原先的功能。而此次选题的目的就是掌握单片机的理论与技术，了解基于51单片机的12864 LCD液晶显示屏的工作原理及其简单使用。该设计能够帮助我们了解液晶的工作原理，还可以帮助我们如何操作液晶实现某些功能，通过本课程设计可以掌握了51单片机的的软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累实际工作经验。目前我国LCD行业发展十分迅猛，但同时我们还应该清楚的认识到我国的LCD技术虽然发展迅速但和世界上发达国家的相比还有一定的差距。因此该课题不仅是对自己的就业还是对我国LCD显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。1.2 本课题的发展趋势 如今是一个信息爆炸的时代，智能机，平板，液晶

21、电视不断充斥在人们的生活中，作为一种人机信息视觉传播的载体，进入二十一世纪的显示技术将会是平板显示的时代，LCD显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑将会有更大的发展前景，并且有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。未来将会往低功耗、高亮度、稳定可靠、超高清的方向发展。自液晶出现以来，产品清晰度不断提升，成本逐年快速降低，已经具备了成熟的商业化条件。目前，以2k超高清视网膜技术发展最快，部分电子产品以应用，超高清视网膜屏幕以色彩饱和，画质细腻，满足户外全天候的环境条件的要求，在全彩色效果以达到比较理想的效果。相信在未来的将会取代LED显示屏，超高清视网膜屏将在未来的LCD产业中成为一个新的

22、增长点。1.3 本课题主要研究内容本课题需要重点研究的方面是C51单片机的工作原理和使用，12864 LCD显示屏的使用及编程方法，一些传感器的使用以及外围电路的搭配。程序是系统的灵魂，通过程序的编写和调试，才能完成需要实现的各个功能，在这期间需要阅读大量的参考文档和阅读部分的参考程序，尤其是各传感器初始化部分。完成本课程设计前需要对单片机有充分的认识，需要具备扎实的C语言编程基础，熟悉51集成开发环境KILL，还有仿真软件PROTUES的使用方法。在设计过程中，分模块进行程序的编写并调试，待所有的模块都调试完成后，将程序汇总，烧写到存储器中，完成整体功能的运行。设计完成后对设计中所遇到的问题

23、、经验教训、以及自己的想法进行总结。本课题的研究结果与实际应用一致，对于后期LCD动态显示的研究与实验起到了基础性的作用。1.4 论文的结构说明本论文分为六个部分:第一章： 绪论 简述本课题的研究内容和课题的研究必要性以及本课题的今后发展状况。第2章 ：液晶电子万年历系统的设计方案 主要说明液晶电子万年历各模块的硬件实现方案以及各传感器的选型和实现方案。 第三章 ：AT89C51的工作原理及结构 主要介绍51单片机的工作原理以及内部结构，外部引脚的作用和单片机最小系统的实现。 第四章 ： 液晶电子万年历系统的硬件设计 液晶电子万年历各个模块的硬件实现方法和驱动电路以及设计思路。 第五章 ： 液

24、晶电子万年历系统的程序设计 液晶电子万年历各个模块的软件实现方案，各部分的软件初始化以及流程框图。 第六章 ： 液晶电子万年历系统的调试 软件调试使显示效果更加稳定，调节参数使显示效果更加清晰，并做出了性能分析，将最终的设计成品在实际使用中的效果做以展示，给出测评和结论。第二章 液晶电子万年历系统的设计方案2.1系统介绍随着电子技术的发展，液晶的使用越来越普及，不管是智能机，平板，液晶电视，各行各业都在使用液晶作为信息交换的载体。在LCD行业快速发展的今天，对液晶的质量要求越来越严格，不仅需要高稳定，低功耗，还需要方便检修和硬件电路调试简单。针对各种不同要求的显示屏设计出了本系统，本系统可根据

25、用户的需要一块12864液晶屏上实现四行信息的显示，实现温度，时间的动态扫描。2.2系统硬件方案为了方便电路的检修和维护，系统的硬件设计常常采用模块化的设计方案。系统硬件的设计，既要满足模块本身功能又要能够和整个系统兼容。根据显示系统的功能特点确定系统的硬件由液晶显示屏部分，单片机部分，蜂鸣器，温度传感器，实时时钟部分五个部分组成。系统的组成框图如图2.1所示：2014/04/16 27 23:59:30 星期五 天气： 晴朗23点59分 报警开DS18B20 温度判断 51单片机对时DS1302实时时钟无源蜂鸣器 图2.1 系统组成框图2.2.1 51单片机系统的控制部分是整个系统的一个核心

26、部分，它的功能是控制显示部分能够显示内容。控制部分常用的电子设计方法有单片机、DSP、EDA和ARM等技术。这几种设计方法各有其特点：（1）单片机单片机是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型计算机。它具有很强的接口性能，适合应用于工业的控制,因此单片机又叫微控制器(MCU)。单片机的品种比较齐全,型号多种多样，其 CPU 从8，16，32到64位，大多数采用RISC 技术，片上I/O也非常的丰富，有的单片机已经集成了有PWM，“ 看门狗”，A/D，键盘控制显示驱动，函数发生器等。它们的价格也都高低不等，这样就极大地满足了开发者的选择自由。常见的单片机有51系列、AVR系列、PIC系列

27、、飞思卡尔S128系列，K60系列、MSP430系列、瑞萨单片机等。（2）DSP 芯片DSP（Digital Signal Processing） 又叫做数字信号处理器。则DSP主要就应用于数字信号处理的领域，非常的适合高密度，大数据容量以及重复运算的信号处理。现在已经广泛的应用于通信、便携式计算机和便携式仪表、家用电器、图像、雷达、航空、医疗设备等领域，DSP具有修正的哈佛结构，多总线技术以及流水线结构，并且能够将程序与数据存储器分开，使用多总线，取数据和取指令同时进行，这使得速度有了很大的提高。常见的DSP芯片有美国德州仪器公司的TMS320系列。（3）EDAEDA(Electronic

28、Design Automation) 即电子设计自动化，它是以计算机为工具，在EDA 软件平台上对使用硬件描述语言VHDL 完成的设计文件自动地逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标的芯片进行适配编译、逻辑影射和编程下载等。设计者只需用VHDL 语言完成系统功能的描述，只要借助EDA工具就可以得到设计结果,将编译后的代码下载到目标芯片后就可在硬件上实现。由于FPGA/CPLD可以通过软件编程对该硬件的结构和工作方式进行重构，因此修改软件程序就相当于改变了硬件结构，软件编写可以采用自顶向下的设计方案，而且能够多个人分工并行工作，这样就缩短了开发周期

29、和上市的时间，这样一来就有利于在激烈的市场竞争中抢占先机。（4） ARM ARM是微处理器行业的一家知名企业，是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商，该公司设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。通常所说的ARM是指具有ARM内核架构的处理器芯片。ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多，目前大量的移动设备芯片采用ARM体系架构。ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从

30、事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片。目前大量电子设备如智能手机，平板，导航仪等移动通信设备采用ARM芯片，苹果，三星，华为，中兴，联发科，高通，英伟达，英特尔，摩托罗拉等都向ARM公司购买了授权技术使用许可协议。目前主要有ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel的StrongARM ARM11系列、Intel的Xscale系列等，其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务。目前最

31、常见的ARM处理器有高通的骁龙600和骁龙800，801、联发科的MT6592，MT6595、华为公司的海思K910、英特尔的Atom系列，Nvidia Tegra3，Tegra4系列，苹果的A7处理器等。四种设计方案相比较各有各的优点且都能够实现控制功能，但是单片机的技术门槛比较低开发成本也较低非常适合初学者进行学习和锻炼的时候使用。现在市场上常使用的单片机主要有MCS-51、PIC、AVR、MSP430等。其中应用最广泛的单片机是Intel的51系列，由于其产品硬件结构合理，指令系统规范，生产历史“悠久”，具有先入为主的优势，因此常作为单片机学习的教材使用，且拥有大量的程序作为参考。所以在

32、控制部分的方案选择中选定51系列单片机作为控制部分的核心器件。2.2.2 LCD12864显示屏12864系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器 ST7920决定。ST7920 同时可以同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。 在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 256×32 点阵液晶，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM。 表2.1 外部引脚功能表引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端

33、4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A-背光源正极（LED+5V）20LED_K-背光源负极（LED-OV）2.2.3 DS18B20温度传感器 DS18B20是DALLAS公司

34、生产的一种“单总线”温度传感器，它采用独特的单线接口方式，仅需要一个端口引脚来发送或接收信息，在MCU和DS18B20之间仅需一条数据线。 每个DS18B20都有一个唯一的ROM序列号，所以可以将多只DS18B20同时连在一根单总线上，进行简单的多点分布应用。DS18B20极为小巧，大小和一个普通的三极管相当，所以在温度测量方面有着比较广泛的应用，包括温度控制，工业系统，消费电子，温度计已经其他的一下热感测系统。 DS18B20内部有三个主要数字部件：64位激光ROM，温度传感器，非易失性温度报警触发器TH和TL。DS18B20可以采用寄生电源方式工作，从单总线上汲取能量，在信号线处于高电平期

35、间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间小号电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源充电，DS18B20也可以用外部电源35.5V电源供电。表2.2 外部引脚功能表引 脚 定 义GND 电源负极DQ 信号输入输出VDD 电源正极NC 空2.2.4 DS1302实时时钟 DS1302是美国DALLAS公司推出的一种串行接口实时时钟芯片。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（2.5V5.5V），功耗低，芯片自身还具有对备份电池进行涓流充电功能，可以有效地延长备份电池的使用寿命。（1） DS1302与

36、51单片机的接口电路图2.2 DS1302与51单片机的接口电路如图2.4是8051单片机与DS1302的一种接口电路，单片机与DS1302之间采用3线串行通信方式RST为通信允许信号，RST=1允许通信，RST=0禁止通信，IO为双向串行数据传送信号，SCLK为串行数据的位同步脉冲信号。8051作为主机通过控制RST、SCLK和IO信号实现两芯片之间的数据传送。（2）DS1302的引脚说明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

37、流充电器在主电源正常时向电池充电，以延长电池使用时间。备份电池也可用1微法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。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传送的方法。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>2.0V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

38、高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，SCLK为时钟输入端。2.2.5 无源蜂鸣器 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器。它广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 在单片机应用的设计上，很多方案都会用到蜂鸣器，改变单片机引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。 改变输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小。蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分：一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。2.3系统软件方案软件的设计除了满足设计功能外还必须要满足易

39、读写，方便下载和编译。在设计目标和硬件结构确定的情况下，软件可以分为主程序，各模块子程序，延时子程序三个主要部分组成。软件的编写要借助于软件编辑器和编译器，编译完成后还要能够下载到单片机中运行。编写软件之前要选择一种合适的语言以及配套的编辑器和编译软件，还要选择一款与所选单片机适配的下载器或下载软件把编写的程序下载到单片机中执行。2.3.1 单片机编程语言现在用于单片机的编程语言主要有C语言和汇编语言两种，这两种语言相比较各有其优点： C语言（C Language）是一种源于编写UNIX操作系统的语言，它是一种结构化的语言，可以产生压缩代码。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在

40、软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。其结构是以括号 为前提的语言。C能够进行多机器级函数控制而不使用汇编语言。汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言，是一种功能很强的设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言，其具有执行速度快、占内存空间少等优点，但是它在编写复杂程序时具有很明显的局限性，而且汇编语言需要依赖于具体的机型，不能通用，也不能在不同机型之间转换。而C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，C语言程序本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不用做任何修改就

41、可以根据单片机的不同较快地移植过来。所以基于以上理由决定采用C语言为该系统的编程语言。2.3.2 系统软件编译器的介绍C语言编写的程序并不能直接被单片机所执行，它需要被编译为单片机可执行的机器语言后才可以执行，因此在系统软件的设计中，编译器是必不可少的。目前在单片机开发中普遍都使用的是KEIL C51来进行编译。因此此系统软件设计的最终方案是采用C语言来进行程序编程，KEIL为编译工具来编写程序。KEIL软件启动,编辑和调试界面： 图2.3 KEIL软件启动界面图2.4 KEIL软件编辑界面图2.5 KEIL软件调试界面第三章 AT89C51的工作原理及结构单片机（Single-Chip-Mi

42、crocomputer）又称微控制器（Microcontroller），最基本的结构是将CPU和计算机外围功能单元集成在一个芯片上所构成的。虽然单片机只是一个芯片，但是从其功能上来看，它具有微机系统的特征，是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型计算机。具有很强的接口性能，非常适合应用于工业控制。单片机的种类齐全,型号多样， CPU 从8，16，32到64位，大多都是采用RISC 技术，片上I/O口非常丰富，有的单片机集成有A/ D，“ 看门狗”，PWM，显示驱动，函数发生器，键盘控制等特点。它们的价格也高低不等，这样就能够极大地丰富开发者的选择自由。3.1 AT89C51简介 AT8

43、9C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4K bytes的可以反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes随机存储数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可以灵活的应用于各种控制领域。3.2 引脚图 图3.1 单片机外形及引脚图3.3 引脚说明VCC：供电电压。    GND：接地。  P0口：P0口为一个8位漏

44、级开路双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，能驱动8个TTL逻辑门电路。P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口, P2口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。P3口: P3口是一个带有内部上拉电阻的双向8位I/O口, P3口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上的高电平时间将使单片机复位。ALE:当访问外部存储器或数据存储器时，ALE(地址锁

45、存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部寄存器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。PSEN：程序存储允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器时,没有两次有效的PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。如EA端保持高电平(接VCC端)，CPU则执行内部程序存储器中的指令。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。      XTAL2

46、：来自反向振荡器的输出。3.4 振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。本课题设计采用11.0592MHZ晶振。第四章 液晶电子万年历系统的硬件设计4.1 12864液晶模块 12864是一款优秀的液晶显示器件，本设计采用ST7920控制器，5V电压驱动，带背光，内置8192个16×16点阵，128个字符以及64×256点阵显示RAM。该液晶显示器件具有驱动简单，显示效果，价格便宜等优良等特点。 12864液晶驱动电路： 图4.1 12864液晶驱

47、动电路如上图所示，接口信息如表所示：表4-1 接口引脚功能表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地11D4数据口2VDD电源正极12D5数据口3VO对比度调节13D6数据口4RS（CS）数据/命令选择端14D7数据口5R/W读/写选择端15PSB并口/串口选择6E使能端16NC空7D0数据口17RST复位（低电平有效）8D1数据口18NC空9D2数据口19BLA背光电源正极10D3数据口20BLK背光电源负极4.2 DS1302实时时钟模块 DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两

48、者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V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。 DS1302实时时钟芯片驱动电路：图4.2 DS1302驱动电路4.3 DS18B20温度传感器模块DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“单总线”接口的温度传感器,可直接将温度转化成串行数字信号处理器处理。DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量，由于每个DS18B20在温度转换期

49、间工作电流达到1mA，当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时，只靠4.7K上拉电阻就无法提供足够的能量，会造成无法转换温度或温度误差极大。因此，下图电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适宜采用电池供电系统中。并且工作电源VCC必须保证在5V，当电源电压下降时，寄生电源能够汲取的能量也降低，会使温度误差变大。 DS18B20硬件驱动电路： 图4.3 DS18B20驱动电路4.4 无源蜂鸣器驱动模块 蜂鸣器是通过三极管驱动的，因为单片机的I/O驱动能力不能够让蜂鸣器发出声音来，所以我们通过三极管放大驱动电路来放大电流，从而让蜂鸣器发出声音来。当输出高电平，三极管导通，集电极电流

50、通过蜂鸣器让蜂鸣器发出声音；当输出低电平，三极管截止，集电极电流没有通过蜂鸣器，即蜂鸣器不能发出声音。 蜂鸣器驱动电路：图4.4 蜂鸣器驱动电路4.5 51最小系统设计 单片机最小系统，也可称为单片机最小应用系统,是指用最少元器件组成的单片机能够正常工作的系统.。对于51系列的单片机来说,最小系统包括：单片机、晶振电路、和复位电路。 51单片机最小系统电路如图：图4.5 51最小系统电路图第五章 液晶电子万年历系统的程序设计5.1 C语言实现框架 各传感器初始化 继续检测DS1302、DS18B20 12864动态扫描显示 开始YDS1302时间变化NYDS18B20温度变化N图5.1 液晶电子万年历动态扫描流程图5.2 系统各模块程序设计5.2.1 LCD12864初始化（1）并行基本操作时序读状态 输入：RS=L,R/W=H,E=H 输出：D0-D7=状态字读数据 输入：RS=H,R/W=H,E=H 输出：无写指令 输入：RS=L,R/W=L,E=高脉冲，D0-D7=指令码 输出：D0-D7=数据写数据 输入：RS=H,R/W=L,E=高脉冲，D0-D