基于單片機系統(tǒng)的萬年歷電氣與信息工程學(xué)院測控11-2劉琪20110471基于單片機系統(tǒng)的萬年歷1論文框架一、研究背景、現(xiàn)狀、意義及方案論證二、系統(tǒng)硬件三、系統(tǒng)軟件流程四、出現(xiàn)的問題五、總結(jié)論文框架一、研究背景、現(xiàn)狀、意義及方案論證2一、研究背景、現(xiàn)狀、意義及方案論證在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關(guān)系，每個人都收到時間的影響。為了更好的利用我們的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開始的機械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字時鐘表，它們大多數(shù)都只能完成計時功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒有最大程度上滿足人們的需求，經(jīng)過人類不斷地研究創(chuàng)新，發(fā)展到現(xiàn)在人們廣泛使用的萬年歷。在此論文中所設(shè)計的萬年歷不但具有普通鐘表的計時功能，他還能顯示年、月、日、星期、時、分、秒。萬年歷采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時間顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，車站，碼頭，辦公室等公共場所，成為人們生活必不可少的必需品。1、研究背景：一、研究背景、現(xiàn)狀、意義及方案論證在當(dāng)代繁32、研究現(xiàn)狀及意義：近些年我國開始重視對電子萬年歷的開發(fā)與設(shè)計，但是中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的問題中，許多不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。諸如自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究萬年歷及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。2、研究現(xiàn)狀及意義：近些年我國開始重視對電43、方案論證：1、單片機芯片的選擇方案和論證：方案一:采用89C51芯片作為硬件核心，采用FlashROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機完全兼容,但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備ISP在線編程技術(shù),當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。方案二:采用AT89S52,片內(nèi)ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全該芯片內(nèi)部存儲器為8KBROM存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。所以選擇采用AT89S52作為主控制系統(tǒng).3、方案論證：1、單片機芯片的選擇方案和論證：52、顯示模塊選擇方案和論證：方案一：采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費,且價格也相對較高,所以也不用此種作為顯示.方案二：采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價格適中,但是電路太復(fù)雜，在焊接電路的時候更容易發(fā)生焊接方面的錯誤，如脫焊虛焊等現(xiàn)象，而且做出來的產(chǎn)品較龐大笨重也不美觀，所以也不選擇數(shù)碼管。方案三：采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示文字,圖形,顯示多樣,清晰可見.而且體積較小，使用方便，更容易滿足工程上對于電路更加簡潔的要求，所以選擇了液晶顯示器。根據(jù)本設(shè)計的數(shù)據(jù)顯示要求選擇LCD1602液晶即可。2、顯示模塊選擇方案和論證：63、時鐘芯片的選擇方案和論證：方案一：直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實現(xiàn)的時間誤差較大。所以不采用此方案。方案二：采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高，工作電壓～范圍內(nèi)，時耗電小于300nA.為了達(dá)到時間的精準(zhǔn)度，本論文選用DS1302時鐘芯片。3、時鐘芯片的選擇方案和論證：7二、系統(tǒng)硬件本電路是由AT89S52單片機為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為～。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31*8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、周、日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；顯示部分由LCD1602液晶顯示器來實現(xiàn)。

1、系統(tǒng)硬件概述：二、系統(tǒng)硬件本電路是由AT89S52單片機為82、主要電路模塊：1、單片機主控制模塊： AT89S52單片機為40引腳雙列直插芯片,有四個I/O口，P0,P1,P2,P3,MCS-51單片機共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨立地作輸出或輸入。單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示,18引腳和19引腳接時鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出.第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端.2、主要電路模塊：1、單片機主控制模塊：9主控系統(tǒng)圖主控系統(tǒng)圖102、時鐘電路模塊：下圖示出DS1302的引腳排列及其與單片機連接圖，其中Vcc1為電池，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于時，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電時，在Vcc大于等于之前，RST必須保持低電平。中有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向）。SCLK始終是輸入端。2、時鐘電路模塊：11DS1302引腳連接圖DS1302引腳連接圖12時鐘芯片DS1302的控制字：DS1302在每次進行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置“0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；下面表格為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能把對DS1302進行讀寫數(shù)據(jù)。對于位6，若對程序進行讀/寫時RAM=1，對時間進行讀/寫時，CK=0。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進行讀操作時，該位為1；該位為0則表示進行的是寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。時鐘芯片DS1302的控制字：133、顯示模塊：顯示模塊是一個十分重要的模塊，它使人們讀時間更加直觀，引腳連接的時候要多進行思考，第三個引腳是亮暗調(diào)節(jié)引腳，感覺不進行亮度調(diào)節(jié)就不用管這個引腳，直接懸空處理，到最后會發(fā)現(xiàn)整個屏幕都不亮，正確的處理方法應(yīng)該是直接接地，給個低電平。如果準(zhǔn)備進行亮度調(diào)節(jié)的話，就可以接一個可調(diào)電阻。顯示模塊的的各個引腳連接：單片機的分別驅(qū)動液晶的AD0---AD7口；單片機的、、口分別接1602的RS、RW、EN口，Vcc接高電平，vss接地。3、顯示模塊：14LCD1602引腳連接圖LCD1602引腳連接圖154、控制模塊：如果萬年歷在長時間使用或者其他原因?qū)е聲r間復(fù)位的情況下，就需要重新來設(shè)定時間，這時候就需要鍵盤來設(shè)定，首先在時間設(shè)置的時候不希望時間走動，要想達(dá)到這種效果，在設(shè)定時間的過程中，應(yīng)該用軟件把定時器進行關(guān)閉，等時間設(shè)定好之后，再把定時器打開。按鍵功能：其中S2是功能切換鍵，S3是加鍵，S4是減鍵

控制模塊的的各個引腳連接情況：利用單片機的、、分別接S2、S3、S4三個獨立鍵盤。4、控制模塊：16獨立鍵盤引腳連接圖獨立鍵盤引腳連接圖17三、系統(tǒng)軟件流程三、系統(tǒng)軟件流程18四、出現(xiàn)的問題：電子萬年歷是多功能數(shù)字型萬年歷，可以看當(dāng)前日期,時間，功能很多，所以對于它的程序也較為復(fù)雜,在編寫程序和調(diào)試時出現(xiàn)了相對較多的問題。所以編寫程序時分塊進行，然后再一塊一塊的進行組合，最終解決了軟件。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題：（1）程序編譯時出現(xiàn)函數(shù)未定義錯誤。解決：把相關(guān)子程序在前面定義，或者先聲明然后再在后面定義。（2）數(shù)據(jù)未在液晶顯示器的預(yù)期位置顯示。原因:液晶顯示器的顯示位從1開始計算了；解決：應(yīng)該從零開始計算，把原來的定義顯示位置數(shù)字減一。四、出現(xiàn)的問題：電子萬年歷是多功能數(shù)字