-1-論文題目：電子萬年歷系部：自動化系專業(yè)：應用電子技術班級：學生姓名：學號：指導教師：-2-目錄第1章設計要求11.1引言.21.2功能要求.3第2章系統(tǒng)硬件電路設計.52.1電路設計.62.2系統(tǒng)硬件概述72.3主要單元電路的設計8第3章系統(tǒng)的軟件設計.93.1程序設計103.2程序設計流程圖11第4章結束語.12。-3-第1章設計要求1.1引言隨著電子技術的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。萬年歷目前已經不再局限于以書本形式出現(xiàn)。以電腦軟件或者電子產品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。與傳統(tǒng)書本形式的萬年歷相比，電子萬年歷得到了越來越廣泛的應用，采用電子時鐘作為時間顯示已經成為一種時尚。目前市場上各式各樣的電子時鐘數(shù)不勝數(shù)，但多數(shù)是只針對時間顯示，功能單一不能滿足人們日常生活需求。本文提出了一種基于AT89C51單片機的萬年歷設計方案，本方案以AT89C51單片機作為主控核心，與時鐘芯片DS1302、按鍵、LED顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設有獨立按鍵和LED顯示器，能顯示豐富的信息，根據使用者的需要可以隨時對時間進行校準、選擇時間等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。1.2功能要求本電子萬年歷能動態(tài)顯示年、月、日、星期、小時、分鐘、秒1.3方案論證1.3.1技術可行性隨著國內超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術的最新發(fā)展之一是將CPU和外圍芯片，如程序存儲器、數(shù)據存儲器、并行I/O口、串行I/O口、定時/計數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個芯片之中，制成單片計算機（Single-ChipMicrocomputer）。而近年來推出的一些高檔單片機還包括有許多特殊功能單元，如A/D、D/A轉換器、調制解調器、通信控制器、鎖相環(huán)、DMA、浮點運算單元、PWM控制輸出單元、PWM輸出時的死區(qū)可編程控制功能等。因此，只要外加一些擴展電路及必要的通道接口就可以構成各種計算-4-機應用系統(tǒng)，如工業(yè)流水線控制系統(tǒng)、作為家用電器的主控制器、分布式控制系統(tǒng)的終端節(jié)點或作為其主控制節(jié)點起中繼的作用、數(shù)據采集系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)等。單片機的出現(xiàn)，并在各技術領域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機構成計算機應用系統(tǒng)所形成的下述特點有關：1、單片機構成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性。這些可靠性的獲得除了依靠單片機芯片本身的高可靠性以及應用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術。2、系統(tǒng)擴展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)，應用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。3、由于構成的應用系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng)，相當多的測、控功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。4、有優(yōu)異的性能、價格比。1.3.2單片機的選擇方案：采用傳統(tǒng)的AT89C51作為電機的控制核心。單片機算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術成熟和成本低等優(yōu)點，使其在各個領域應用廣泛。1.3.3顯示模塊的選擇方案：使用傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱重輕，精確可靠，操作簡單。數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。根據以上的論述，采用方案二。在本系統(tǒng)中，我們采用了八段四位一體數(shù)碼管串口的動態(tài)顯示，由于顯示位數(shù)較多，故應使用顯示驅動，在本設計中采用MAX7219顯示驅動芯片。1.3.4鍵盤模塊的選擇-5-在對日期和時間進行切換，對日期和時間進行調節(jié)校準過程中，系統(tǒng)需要產生激勵電流，因此需要用按鍵。方案：使用獨立式鍵盤。獨立式鍵盤是指直接用I/O口線構成的單個按鍵電路。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單。根據以上的論述，因本系統(tǒng)需要的按鍵不多，星期加1鍵，日期加1鍵，月數(shù)加1鍵，年數(shù)加1鍵，秒數(shù)加1鍵，分數(shù)加1鍵，時數(shù)加1鍵，時間/日期切換鍵，要求簡單。所以采用方案一獨立式鍵盤。1.3.5總體方案論證與選擇按照系統(tǒng)設計功能的要求，初步確定系統(tǒng)由主控模塊、時控模塊、顯示驅動及顯示模塊和鍵盤接口模塊共4個模塊組成，電路系統(tǒng)構成框圖如圖所示。主控芯片使用51系列AT89C51單片機，時鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘DS1302。采用DS1302作為計時芯片，可以做到計時準確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備電源（2.55.5V電源，再2.5V時耗電小于300nA），而且DS1302可以編程選擇多種充電電流來隊后備電源進圖電子萬年歷電路系統(tǒng)構成框圖行慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。顯示驅動采用MAX7219，MAX7219是微處理器和共陰極八段八位LED數(shù)碼管顯示、圖條/柱圖顯示或64點陣顯示接口的小型串行輸入/輸出芯片。片內包括BCD譯碼LED顯示電路時鐘電路（DS1302）主控電路（89C51）鍵掃描電路顯示驅動（max7219）-6-器、多路掃描控制器、字和位驅動器和88靜態(tài)RAM。外部只需要一個電阻設置所有LED顯示器字段電流。MAX7219和微處理器只需三根導線連接，每位顯示數(shù)字有一個地址由微處理器寫入。允許使用者選擇每位是BCD譯碼或不譯碼。使用者還可選擇停機模式、數(shù)字亮度控制、從18選擇掃描位數(shù)和對所有LED顯示器的測試模式。顯示模塊采用普通的共陰極四位一體八段L