1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文多時(shí)區(qū)電子時(shí)鐘日歷軟件設(shè)計(jì)06電子02班：宋香指導(dǎo)老師：王延年1西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求： 此設(shè)計(jì)要求制作一個(gè)電子時(shí)鐘日歷，能夠顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期。有時(shí)區(qū)設(shè)定功能且能實(shí)現(xiàn)各個(gè)時(shí)區(qū)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期的相互轉(zhuǎn)換。有時(shí)間調(diào)校功能，帶掉電保持內(nèi)部時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行。2西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄一，系統(tǒng)總體方案確定二，主程序流程圖介紹三，各主要子程序介紹四，軟件調(diào)試與仿真五，結(jié)論3西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)一，系統(tǒng)總體方案確定硬件總體原理： 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)主要由主控模塊AT89C51、時(shí)控模塊DS1302、顯示模塊LCD1602和鍵盤(pán)接口模塊共4個(gè)模塊組

2、成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所示。圖1 硬件設(shè)計(jì)總框圖 4西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （1）為使時(shí)鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的，鍵盤(pán)用來(lái)校正液晶上顯示的時(shí)間。此外，鍵盤(pán)電路還要來(lái)進(jìn)行時(shí)區(qū)的切換。 （2）單片機(jī)通過(guò)輸出各種電脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)控制各部分正常工作。 （3）實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片引入一個(gè)內(nèi)部充電電源在停止外部供電時(shí)，仍具有內(nèi)部計(jì)時(shí)的功能。 （4）液晶顯示電路用來(lái)顯示單片機(jī)發(fā)送的信號(hào)。5西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)區(qū)切換的分析及時(shí)區(qū)顯示 全球共分為24個(gè)時(shí)區(qū)（中時(shí)區(qū)，東1-12區(qū)和西1-12區(qū)，其中東12區(qū)和西12區(qū)合為一時(shí)區(qū)）。因此相鄰的兩個(gè)時(shí)區(qū)區(qū)時(shí)相差一小時(shí)，整體兩個(gè)時(shí)區(qū)之間，中間有幾根時(shí)區(qū)界限

3、，它們的區(qū)時(shí)之差就是幾個(gè)小時(shí)，又因?yàn)樘?yáng)的周日運(yùn)動(dòng)是自西向東，其中較東的時(shí)區(qū)較早，而東12區(qū)比西12區(qū)早24小時(shí)，所以東12區(qū)比西12區(qū)的日期要快一天，但是鈡點(diǎn)一樣。6西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)二，主程序流程圖介紹主程序流程圖如圖2所示。流程圖說(shuō)明：（1）對(duì)液晶進(jìn)行初始化，包括設(shè)置液晶工作模式，LCD1602工作模式為16*2行顯示，8為數(shù)據(jù)。判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。設(shè)定日歷星期顯示固定字符從第一行第一個(gè)位置之后開(kāi)始顯示，時(shí)間時(shí)區(qū)顯示從第二行第二個(gè)位置后開(kāi)始顯示，寫(xiě)入固定字符。圖2 主程序流程圖7西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（2）對(duì)時(shí)鐘日歷芯片進(jìn)行初始化，向DS1302內(nèi)部年、月、日、時(shí)、分、秒以及星

4、期的寄存器地址寫(xiě)入初始數(shù)據(jù)。（3）對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化設(shè)置，指定定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式并允許有開(kāi)放的中斷，開(kāi)啟中斷。（4）對(duì)時(shí)區(qū)的初始化設(shè)置當(dāng)前時(shí)區(qū)為東8區(qū)-北京時(shí)間。（5）進(jìn)行循環(huán)用液晶顯示。（6）若要對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒以及星期各部分進(jìn)行調(diào)校，對(duì)時(shí)區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)換調(diào)用鍵盤(pán)掃描函數(shù)，達(dá)到預(yù)期值之后進(jìn)行顯示。8西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)三，主要子程序介紹實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序 實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、月、年和星期，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有

5、12個(gè)，其中有7個(gè)寄存器（讀時(shí)81h8Dh，寫(xiě)時(shí)80h8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。 9西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) DS1302寄存器特殊位介紹： 小時(shí)寄存器的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。 秒寄存器的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。 控制寄存器的位7是寫(xiě)保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫(xiě)操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫(xiě)保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫(xiě)操作。10西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)DS1302實(shí)時(shí)時(shí)間驅(qū)動(dòng)流程圖如圖4圖411西安工程大學(xué)畢

6、業(yè)設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明： 在寫(xiě)操作之前應(yīng)禁止寫(xiě)保護(hù)。復(fù)位產(chǎn)生高電平，SCLK=0到SCLK=1，所選地址被寫(xiě)入DS1302，然后再向該地址寫(xiě)數(shù)據(jù)，而地址自動(dòng)加一。重新復(fù)位，依次讀取地址，再將地址內(nèi)數(shù)據(jù)讀出，讀完后送入顯示系統(tǒng)。12西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)液晶顯示程序設(shè)計(jì) 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。圖5是1602的內(nèi)部顯示地址。圖513西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 例如：第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么不能直接寫(xiě)入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置，這是因?yàn)閷?xiě)入顯示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平所以實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 0100

7、0000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H) 14西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)液晶初始化流程圖如圖6圖615西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明： 設(shè)置液晶模式，本設(shè)計(jì)液晶模式選用為16*2行顯示，8為數(shù)據(jù)。 第一行從第一個(gè)位置開(kāi)始顯示年、月、日及星期。其顯示按照固定符號(hào)的格式“20 - - ”，總共有14位，循環(huán)將各個(gè)位置的地址內(nèi)數(shù)據(jù)一次顯示。 第二行從第二個(gè)位置開(kāi)始顯示時(shí)、分、秒及時(shí)區(qū)標(biāo)志。其顯示也是按照固定符號(hào)的格式“ ： ： ”總共有11位，循環(huán)將各個(gè)位置的地址內(nèi)數(shù)據(jù)一次顯示。16西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)鍵盤(pán)掃描程序本系統(tǒng)設(shè)置4個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)日歷時(shí)鐘調(diào)校以及時(shí)區(qū)的切換。

8、（1）KEY1為功能設(shè)置鍵共有秒、分、時(shí)、星期、日、月、年、返回，8個(gè)功能循環(huán)，每按下一次后分別進(jìn)行秒、分、時(shí)、星期、日、月、年7個(gè)位置下光標(biāo)的閃爍。17西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（2）KEY1鍵按下后哪位下光標(biāo)閃爍則可對(duì)此位進(jìn)行上調(diào)（KEY2）或下調(diào)（KEY3）。（3）KEY4鍵為時(shí)區(qū)切換鍵，按一下，在當(dāng)前時(shí)區(qū)上加一時(shí)區(qū)，從西12到東12，相鄰的兩個(gè)時(shí)區(qū)間靠東比靠西早一小時(shí)，東12區(qū)比西12區(qū)早一天。每按一下KEY4，則24個(gè)時(shí)區(qū)時(shí)鐘日歷顯示進(jìn)行循環(huán)。18西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)秒校準(zhǔn)流程圖如圖7所示 對(duì)秒進(jìn)行上調(diào)，按一下KEY1，秒下光標(biāo)閃爍，每按一下KEY2，秒在當(dāng)前數(shù)值上加1，直到顯示為59時(shí)，

9、再按一下，秒清零。下調(diào)原理相同。圖7NY19西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)相鄰時(shí)區(qū)時(shí)鐘轉(zhuǎn)化流程圖如圖8所示圖820西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)中斷程序流程圖 如圖9所示。 流程圖分析：由中斷查詢當(dāng)有中斷請(qǐng)求時(shí)，及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，保護(hù)斷點(diǎn)，讀取1302中的日歷時(shí)鐘并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的BCD碼，寫(xiě)入液晶中，調(diào)用年、月、日，時(shí)、分、秒顯示子函數(shù)進(jìn)行顯示。圖921西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)四，軟件調(diào)試與仿真 軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果故障。22西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)本程序的調(diào)試和仿真用到KEIL uVision2軟件和Proteus ISIS仿真軟件的聯(lián)合，程序的調(diào)試一個(gè)模塊

10、一個(gè)模塊地進(jìn)行，首先單獨(dú)調(diào)試各功能子程序，檢驗(yàn)程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各子程序連接起來(lái)總調(diào)，最后在原理圖液晶上讀取顯示。23西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)聯(lián)合調(diào)試結(jié)果：24西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)仿真結(jié)果：25西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)26西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)27西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)五，結(jié)論 本論文設(shè)計(jì)的多時(shí)區(qū)電子時(shí)鐘日歷是基于AT89C51單片機(jī)在LCD1602上顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期以及時(shí)區(qū)標(biāo)志。用鍵盤(pán)電路實(shí)現(xiàn)了各個(gè)時(shí)區(qū)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期的相互轉(zhuǎn)換以及時(shí)間調(diào)校功能。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302引入一個(gè)內(nèi)部充電電源在停止外部供電時(shí)，仍具有內(nèi)部計(jì)時(shí)的功能因此實(shí)現(xiàn)了帶掉電保持內(nèi)部時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行。28西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 在軟件調(diào)試中用到了學(xué)過(guò)的uVision2集成開(kāi)