通信技術(shù)課程設(shè)計--電子萬年歷的設(shè)計與制作

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計</b></p><p>　　課題名稱 電子萬年歷的設(shè)計與制作 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　班 級

2、 通信S11-1班 </p><p>　　專 業(yè) 通信技術(shù) </p><p>　　所 在 系 電子技術(shù)系 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成日期 2013-01-04

3、 </p><p>　　電子萬年歷的設(shè)計與制作</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　單片機(jī)就是微控制器，是面向應(yīng)用對象設(shè)計、突出控制功能的芯片。單片機(jī)接上晶振、復(fù)位電路和相應(yīng)的接口電路，裝載軟件后就可以構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。將它嵌入到形形色色的應(yīng)用系統(tǒng)中，就構(gòu)成了眾多產(chǎn)品、設(shè)備的智能化核心。本設(shè)計就是應(yīng)用單片

4、機(jī)強(qiáng)大的控制功能制作而成的電子萬年歷</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī)；時鐘電路；動態(tài)掃描；</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計要求與方案論證6</p><p><b>　　1.設(shè)計要求：6</b></p><p>　　2.系統(tǒng)基本方

5、案選擇:7</p><p>　?。?）單片機(jī)芯片的選擇方案和論證：7</p><p>　?。?） 顯示模塊選擇方案和論證：7</p><p>　　(3) 顯示器的結(jié)構(gòu)8</p><p>　　3.鍵盤模塊的選擇:8</p><p><b>　　4.方案論證:9</b></p>

6、<p>　?。?）技術(shù)可行性:9</p><p>　　二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)9</p><p>　　1. 電路設(shè)計框圖：9</p><p>　　2.系統(tǒng)硬件概述：10</p><p>　　(1)控制模塊10</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)10</b></p

7、><p>　　3.腳定義及功能10</p><p>　　(1)源及時鐘引腳10</p><p>　　(2）控制引腳10</p><p>　　(3）I/O口引腳11</p><p>　　3．片外總線結(jié)構(gòu)11</p><p>　　4.要單元電路的設(shè)計:11</p><p&

8、gt;　　（1）控制模塊的設(shè)計：11</p><p>　?。?）模塊器件12</p><p>　　（3）電路模塊的設(shè)計14</p><p>　?。?）電路原理及說明15</p><p>　　(5)數(shù)據(jù)的輸出與輸入（I/O）16</p><p>　　(6) DS1302的寄存器16</p>&l

9、t;p>　　5. 顯示模塊的設(shè)計17</p><p>　　三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計18</p><p>　　1. 程序流程框圖:18</p><p>　　2. 子程序的設(shè)計：21</p><p>　　(1) 鍵盤子程序的實(shí)現(xiàn):21</p><p>　　(2).讀寫DS1302子程序21</p>

10、<p>　　3.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計：23</p><p>　　4．系統(tǒng)硬件PROTEUS仿真原理圖:24</p><p>　　5．主要單元電路的設(shè)計：24</p><p>　　（1）顯示4.1 顯示部分設(shè)計24</p><p>　?。?）鍵盤接口：25</p><p>　　（3）按鍵開關(guān)去抖動問題：

11、25</p><p>　　（4）查詢式按鍵及其接口：26</p><p>　?。?）矩陣式鍵盤及其接口26</p><p>　　（6）鍵盤掃描控制方式：26</p><p>　　四、測試結(jié)果分析與結(jié)果27</p><p>　　1. 測試結(jié)果分析27</p><p>　?。?）在測試中

12、遇到LEDLCD16824不顯示27</p><p>　?。?）按鍵調(diào)整時,不是按單位遞增和遞減28</p><p><b>　　五、系統(tǒng)評價28</b></p><p>　　六、系統(tǒng)程序清單28</p><p><b>　　七、謝辭31</b></p><p>&

13、lt;b>　　八、參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計時的消費(fèi)需求也是越來越多。</p><p>　　二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子時鐘，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游

14、絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用，使計時產(chǎn)品的走時日差從分級縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動日期、星期的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！

15、因此，電子時鐘的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進(jìn)步……　　</p><p>　　本設(shè)計采用的是AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)采用的MCU51內(nèi)核，因此具有很好的兼容性，內(nèi)部帶有8KB的ROM，能夠存儲大量的程序，最突出特點(diǎn)是具有ISP在系統(tǒng)燒寫功能，使得燒寫程序更加方便。</p><p>　　計時芯片采用DALLAS公司的涓細(xì)充電時鐘芯片DS1302，該芯片通過簡單的串行通信與單片機(jī)進(jìn)行通

16、信，時鐘/日歷電路能夠?qū)崟r提供年、月、日、時分、秒信息，采用雙電源供電，當(dāng)外部電源掉電時能夠利用后備電池準(zhǔn)確計時。</p><p>　　通過此次設(shè)計能夠更加牢固的掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，增強(qiáng)動手能力、硬件設(shè)計能力以及軟件設(shè)計能力。</p><p>　　一、設(shè)計要求與方案論證</p><p><b>　　1.設(shè)計要求：</b></p>

17、<p>　　本電子時鐘能動態(tài)顯示分鐘、秒。</p><p>　　2.系統(tǒng)基本方案選擇:</p><p>　?。?）單片機(jī)芯片的選擇方案和論證：</p><p><b>　　方案一: </b></p><p>　　采用89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KB ROM 存儲空間,能于3V

18、的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容,但是運(yùn)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(jìn)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。</p><p><b>　　方案二:</b></p><p>　　采用AT89S52,片內(nèi)ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同

19、時也與MCS-51系列單片機(jī)完全該芯片內(nèi)部存儲器為8KB ROM 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(jìn)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。</p><p>　　所以選擇采用AT89S52作為主控制系統(tǒng).</p><p><b>　　方案三：</b></p

20、><p>　　DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。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，提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充

21、電的能力。利用單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能就可實(shí)現(xiàn)實(shí)時計時的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡單。</p><p>　　（2） 顯示模塊選擇方案和論證：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,但是價格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計中

22、不采用LED液晶顯示屏.</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)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(fèi),且價格也相對較高,所以也不用此種作為顯示.</p><p><b>　　方案三：</b></p><

23、;p>　　采用LED數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價格適中,對于顯示數(shù)字最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時,占用的單片機(jī)口線少。</p><p><b>　　LED顯示數(shù)碼管</b></p><p>　　常見的LED顯示具有清晰明亮的特點(diǎn)。是顯示接口也是絕大多數(shù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)必備的部件之一。</p><p>　　發(fā)光二極管組成的顯示器

24、是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中最常用的廉價輸出設(shè)備。它由若干個發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當(dāng)某一個發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點(diǎn)或一筆畫被點(diǎn)亮，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯出各種字符。</p><p>　　所以采用了LED數(shù)碼管作為顯示。</p><p>　　(3) 顯示器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　常用的7段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖所示，發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯

25、示器，陰極連在一起的成為共陰顯示器。1位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光二極管a～g控制7個筆畫的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但失控簡單，使用方便。</p><p>　　3.鍵盤模塊的選擇:</p><p>　　在對日期和時間進(jìn)行切換，對日期和時間進(jìn)行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)過程中，系統(tǒng)需要產(chǎn)生激勵電流，因此需要用按鍵。</

26、p><p>　　方案一：使用獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。</p><p>　　方案二：使用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點(diǎn)是簡單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場合。</p><p>　　根據(jù)以上的論述，因本系統(tǒng)需

27、要的按鍵不多，日期加1鍵，月數(shù)加1鍵，年數(shù)加1鍵，分?jǐn)?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(dú)立式鍵盤。</p><p><b>　　4.方案論證:</b></p><p><b>　?。?）技術(shù)可行性:</b></p><p>　　隨著國內(nèi)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

28、。集成技術(shù)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(jù)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(jī)（Single-Chip Microcomputer）。而近年來推出的一些高檔單片機(jī)還包括有許多特殊功能單元，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器、通信控制器、鎖相環(huán)、DMA、浮點(diǎn)運(yùn)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(kuò)展電

29、路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計算機(jī)應(yīng)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(diǎn)或作為其主控制節(jié)點(diǎn)起中繼的作用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)等?！、賳纹瑱C(jī)的出現(xiàn)，并在各技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機(jī)構(gòu)成計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點(diǎn)有關(guān)：?、趩纹瑱C(jī)構(gòu)成的應(yīng)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(jī)芯片本身的高可靠性以及應(yīng)用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術(shù)?！、巯到y(tǒng)擴(kuò)

30、展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，</p><p>　　綜上各方案所述,對此次作品的方案選定: 采用C52作為主控制系統(tǒng); LED數(shù)碼管動態(tài)掃描作為顯示。</p><p>　　二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　1. 電路設(shè)計框圖：</p><p><b>　　2.系統(tǒng)硬件概述：</b>&l

31、t;/p><p><b>　　(1)控制模塊</b></p><p>　　AT89S52單片機(jī)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(jī)共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。如圖所示。</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)</b><

32、;/p><p>　　按功能分為8部分：CUP，程序存儲器，數(shù)據(jù)存儲器，時鐘電路，串行口，并行I/O口，中斷系統(tǒng)，定時/計數(shù)器。</p><p><b>　　3.腳定義及功能</b></p><p><b>　　(1)源及時鐘引腳</b></p><p>　　Vcc：接+5V 電源</p>

33、<p><b>　　Vss：接地</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2：時鐘引腳，外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此兩引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。</p><p><b>　　(2）控制引腳</b></p><p>　　RST/Vpq：RST是復(fù)

34、位信號輸入端，Vpd是備用電源輸入端。當(dāng)RST輸入端保持2個機(jī)器周期以上高電平時，單片機(jī)完成復(fù)位初始化操作。</p><p>　　當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障而突然下降到一定低電壓或斷電時，第2功能Vpd將為片內(nèi)RAM提供電源以保護(hù)片內(nèi)RAM中的信息不丟失。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存允許信號輸入端。在存取外存儲器時，用于鎖存低8位地址信號。當(dāng)單片機(jī)正常工作后，ALE端就周期

35、性地以時鐘振蕩頻率的1/6固定頻率向外輸出正脈沖信號。此引腳的第2功能PROG是對片內(nèi)帶有4K字節(jié)EPROM的8751固外程序時，作為編程脈沖輸入端。</p><p>　　PSEN：程序存儲器允許輸出端。當(dāng)片外程序存儲器的讀選通信號，低電平有效。CPU從外部程序存儲器取指令時，PSEN信號會自動產(chǎn)生負(fù)脈沖，作為外部程序存儲器的選通信號。</p><p>　　EA/Vpp：程序存儲器地址允許

36、輸入端。當(dāng)EA為高電平時，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，但當(dāng)PC中的值超過0FFFH時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器指令；當(dāng)EA為低電平時，CPU只執(zhí)行片外程序存儲器指令。</p><p><b>　　(3）I/O口引腳</b></p><p>　　P0.0~P0.7:P0口8位雙向I/O口；</p><p>　　P1.0~P1.7:P1口8位

37、準(zhǔn)雙向I/O口；</p><p>　　P2.0~P2.7:P2口8位準(zhǔn)雙向I/O口；</p><p>　　P3.0~P3.7:P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p><b>　　3．片外總線結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　分為三部分：數(shù)據(jù)總線 Data Bus(DB）,地址總線 Address Bus (AB）,控

38、制總線 Control Bus(CB).</p><p>　　本電路是由AT89C52單片機(jī)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(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)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)。DS1

39、302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、日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點(diǎn)，同時具有掉電自動保存功能；溫度的采集由DS18B20構(gòu)成；顯示部份由4個數(shù)碼管，74ls138、74ls47譯碼器構(gòu)成。使用動態(tài)掃描顯示方式對數(shù)字的顯示。</p><p>　　4. 單元電路的設(shè)計:</p><p>　?。?）控制模塊的設(shè)計：</p&g

40、t;<p><b>　?、?單片機(jī)原理</b></p><p>　　單片機(jī)就是簡化的微型計算機(jī)。CPU中本身自帶存儲器ROM和RAM。CPU片內(nèi)也有總線。IC（集成電路）技術(shù)是將電路通過特殊工藝做在一塊硅基片上封裝成芯片，比如CPU，片外存儲器等等。 將單片機(jī)CPU（比如51系列），晶振，存儲器，地址鎖存器，邏輯門，七段譯碼器（顯示器），按鈕（類似鍵盤），擴(kuò)展芯片，接口等通過

41、PCB工藝（比如SMT貼片，或者插裝）做在環(huán)氧樹脂板上。這樣才是一個完整的單片（做在一塊PCB板上）的微型計算機(jī)。 AT89S52單片機(jī)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(jī)共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。</p><p>　　單片機(jī)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

42、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. 如圖-1 所示</p><p><b>　　圖-1 主控制系統(tǒng)</b></p><p>　?。?）一個8位的微處理器(CPU)</p>

43、;<p>　　（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM(128B/256B)</p><p>　?。?）片內(nèi)程序存儲器ROM/EPROM(4kB/8kB)</p><p>　?。?）4個8位并行I/O拉口P0-P3,每個口既可以作輸入也可以作輸出</p><p>　　（5）2個16位定時器/計數(shù)器</p><p>　?。?）5個中斷源的中斷控

44、制系統(tǒng)</p><p>　　（7）1個全雙工的串行I/O接口</p><p>　?。?）片內(nèi)時鐘振蕩器</p><p><b>　　（2）模塊器件</b></p><p><b>　?、?4LS164</b></p><p>　　它是個串入并出的8位移位寄存器，它常用于單片機(jī)

45、系統(tǒng)中，下面結(jié)束一下這個元件的基本知識：</p><p>　　74LS164引腳圖</p><p>　　74LS164_內(nèi)部功能圖</p><p>　　74LS164_邏輯符合表</p><p><b>　　串行輸入帶鎖存 </b></p><p>　　時鐘輸入,串行輸入帶緩沖 </p>

46、;<p><b>　　異步清除 </b></p><p>　　最高時鐘頻率可高達(dá)36Mhz </p><p>　　功耗：10mW/bit </p><p>　　74系列工作溫度： 0°C to 70°C </p><p>　　Vcc最高電壓：7V </p><p>

47、;　　輸入最高電壓：7V </p><p>　　高電平：－0.4mA </p><p><b>　　低電平：8mA</b></p><p>　　（3）電路模塊的設(shè)計</p><p>　　圖-2示出DS1302的引腳排列，其中Vcc1為后備電源，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(yùn)行。DS1302由

48、Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。</p><p>　　當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V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32.７６８KHz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)

49、據(jù)的傳送手段。</p><p>　　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(jìn)行操作。如果在傳送過程中RSTS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)。上電動行時，在Vcc大于等于2.5V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。</p><p>　　圖-2 DS

50、1302的引腳圖</p><p>　?。?）電路原理及說明</p><p>　?、贂r鐘芯片DS1302的工作原理：</p><p>　　DS1302在每次進(jìn)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；讀/寫時序如下圖4所示。圖5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(jìn)行讀

51、寫數(shù)據(jù)。對于位6，若對程序進(jìn)行讀/寫時RAM=1，對時間進(jìn)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(jìn)行讀操作時，該位為1；該位為0則表示進(jìn)行的是寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表6為DS1302的日歷、時間寄存器內(nèi)容：“CH”是時鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時，時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時，時鐘開始運(yùn)行?！癢P”</p><p>　　是寫保護(hù)位，

52、在任何的對時鐘和RAM的寫操作之前，WP必須為0。當(dāng)“WP”為1時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。</p><p>　?、?DS1302的控制字節(jié)：</p><p>　　DS1302的控制字如表-1所示。控制字節(jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位

53、（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。</p><p>　　(5)數(shù)據(jù)的輸出與輸入（I/O）</p><p>　　在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。如下圖-4所示<

54、/p><p>　　圖-4 DS1302讀/寫時序圖</p><p>　　(6) DS1302的寄存器：</p><p>　　DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時間寄存器及其控制字見表-1。</p><p>　　表-1 DS1302的日歷、時間寄存器</p><p

55、>　　此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個字節(jié)，命令控制字為FEH

56、(寫)、FFH(讀)。 </p><p>　　5. 顯示模塊的設(shè)計</p><p>　　如圖－5所示，采用動態(tài)掃描顯示，由２１個數(shù)碼管，3-8譯碼器74LS138接1K限流電阻,再接8550三極管接到共陽數(shù)碼管的CoM端作為選通位碼,每位選擇相應(yīng)的列。74ls47接240Ω限流電阻,再接共行的LED數(shù)碼管的斷碼。</p><p>　　圖-5 LED動態(tài)掃描顯示<

57、;/p><p><b>　　三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計</b></p><p>　　1. 程序流程框圖:</p><p>　　圖-A 主程序流程圖</p><p>　　圖-B計算陽歷程序流程圖</p><p>　　圖-C 時間調(diào)整程序流程圖</p><p>　　2. 子程序的設(shè)計：&

58、lt;/p><p>　　(1) 鍵盤子程序的實(shí)現(xiàn):</p><p><b>　　鍵盤示意圖如圖所示</b></p><p><b>　　圖21 按鍵示意圖</b></p><p>　　主要函數(shù)模塊(C語言):</p><p>　　函 數(shù) 名: void key_count()&l

59、t;/p><p>　　功能描述:設(shè)置狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù),根據(jù)變量count的不同值,對應(yīng)不同的設(shè)置狀態(tài)按下設(shè)置鍵，自動切換設(shè)置位</p><p>　　函 數(shù) 名: void key_out()</p><p>　　功能描述:跳出設(shè)置模式</p><p>　　函 數(shù) 名: uchar key_up(int temp,int max,int min)<

60、;/p><p>　　功能描述: 按鍵加函數(shù)，在最大值與最小值之間變化</p><p>　　函 數(shù) 名: uchar key_down(int temp,int max,int min)</p><p>　　功能描述: 按鍵減函數(shù)，在最大值與最小值之間變化</p><p>　　函 數(shù) 名:void set_year(); void set_mon

61、th(); void set_day(); void set_hour();</p><p>　　void set_minute(); </p><p>　　(2).讀寫DS1302子程序</p><p><b>　　CLR SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p&

62、gt;<p><b>　　SETB RST</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p><b>　　MOV R4,#8</b></p><p><b>

63、　　WRITE1:</b></p><p>　　RRC A ;送地址給1302</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR SCLK</b></p><p>

64、<b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV IO,C</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

65、<p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b>

66、</p><p>　　DJNZ R4,WRITE1</p><p><b>　　CLR SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV A,31H</b></p><p><b>　　MOV R

67、4,#8</b></p><p><b>　　WRITE2:</b></p><p><b>　　RRC A</b></p><p>　　NOP ;送數(shù)據(jù)給1302</p><p><b>　　CLR SCLK</b></p><p>

68、;<b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV IO,C</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p>

69、<p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R4,WRITE2</p&

70、gt;<p><b>　　CLR RST</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;讀1302程序</b></p><p><b>　　READ:</b></p><p><b>　　CLR

71、SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB RST</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>

72、<b>　　MOV A,32H</b></p><p><b>　　MOV R4,#8</b></p><p><b>　　READ1:</b></p><p>　　RRC A ;送地址給1302</p><p><b>　　NOP</b></p

73、><p><b>　　MOV IO,C</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB SCLK

74、</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR SCLK</b></p><p><

75、b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R4,READ1</p><p><b>　　MOV R4,#8</b></p><p><b>　　READ2:</b></p><p>

76、;<b>　　CLR SCLK</b></p><p>　　NOP ;從1302中讀出數(shù)據(jù)</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　MOV C,IO</b></p>

77、<p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p&

78、gt;<p><b>　　RRC A</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b>

79、</p><p><b>　　SETB SCLK</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R4,READ2</p><p><b>　　MOV 31H,A</b></p><p><b>　　CLR R

80、ST</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　3.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計：</p><p>　　本設(shè)計硬件電路圖如下</p><p>　　4．系統(tǒng)硬件PROTEUS仿真原理圖:</p><p>　　5．主要單元電路的設(shè)計：</p><p&g

81、t;　?。?）顯示4.1 顯示部分設(shè)計</p><p>　　基本顯示原理：時鐘開始顯示為0時0分0秒，也就是數(shù)碼管顯示000000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。10秒位到5后，即59秒 ，分鐘加1，10秒位回0。依次類推，時鐘最大的顯示值為23小時59分59秒。這里只要確定了1秒的定時時間， 其他位均以此為基準(zhǔn)往上累加。 同時時鐘達(dá)到最大值的時候天數(shù)也增加一位，知道顯示了7后再變?yōu)?，同時

82、陰歷和陽歷的天數(shù)也加1，根據(jù)不同的月份顯示的天數(shù)陽歷有28，29，30，31天，陰歷就要經(jīng)過計算得到，到了12個月后，年數(shù)自動增加1，以此類推，顯示萬年歷的現(xiàn)實(shí)。</p><p>　　另外，連接方式總電路圖上可以看到，這里就不做說明了，下圖為顯示部分的電路圖。</p><p>　　顯示部分電路圖電路：</p><p>　　顯示部分采用普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃

83、描，以減少硬件電路。采用動態(tài)掃描，顯示時采用串行口輸出段碼。</p><p><b>　?。?）鍵盤接口：</b></p><p>　　鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計算機(jī)的主要手段</p><p>　?。?）按鍵開關(guān)去抖動問題：</p><p>

84、;　　按鍵開關(guān)在電路中的連接如圖所示。按鍵未按下時，A點(diǎn)電位為高電平5V；按鍵按下時，A點(diǎn)電位為低電平。A點(diǎn)電位就用于向CPU傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機(jī)械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時，觸點(diǎn)在閉合和斷開瞬間還會接觸不穩(wěn)定，引起A點(diǎn)電平不穩(wěn)定，如圖2-11b所示，鍵盤的抖動時間一般為5～10ms，抖動現(xiàn)象會引起CPU對一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤。因此必須設(shè)法消除抖動的不良后果。</p><p

85、>　　圖2.3 鍵操作和鍵抖動</p><p>　　為了節(jié)省硬件，通常在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動，而是用軟件消除抖動的方法。根據(jù)抖動特性，在第一次檢測到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時5~10ms讓前延抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測到按鍵釋放后，也要給5~10ms的延時，待后延抖動消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。</p><p>

86、;　?。?）查詢式按鍵及其接口：</p><p>　　盤與CPU的連接方式可以分為查詢按鍵和矩陣式鍵盤。查詢式按鍵是各按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他I/O口線上按鍵的工作狀態(tài)。查詢式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場合。</p>

87、<p>　?。?）矩陣式鍵盤及其接口</p><p>　　矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有n個行線和m個列線，經(jīng)限流電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上，n×m行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成mn個按鍵，組成一個鍵盤。與獨(dú)立式按鍵相比，mn個按鍵只占用m+n根I/O口線，因此適用于按鍵較多的場合。</p><p>　　當(dāng)無鍵閉合時，相應(yīng)的I/O之間開路。當(dāng)有鍵閉合時，與閉合鍵相連接

88、的兩條I/O口線之間短路。判斷有無鍵按下的方法是：第一步，置列線相關(guān)I/O口為輸入態(tài)，從行線相對應(yīng)的I/O口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，置行線相關(guān)I/O口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。</

89、p><p>　　（6）鍵盤掃描控制方式：</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分，CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入輸出操作，因此鍵盤處理工作既不能占用CPU太多時間，又需要CPU對鍵盤操作及時作出響應(yīng)。CPU對鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種：</p><p><b>　　①程序控制掃描方式</b>

90、</p><p>　　程序控制掃描方式是在CPU工作空余，調(diào)用鍵盤掃描子程序，響應(yīng)鍵輸入信號要求。</p><p>　?、?定時控制掃描方式</p><p>　　定時控制掃描方式是利用定時/計數(shù)器每隔一段時間產(chǎn)生定時中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵閉合時轉(zhuǎn)入該鍵的功能子程序。</p><p><b>　?、壑袛嗫刂茠呙?/p>

91、方式</b></p><p>　　中斷控制掃描方式是利用外部中斷源，響應(yīng)輸入信號。當(dāng)無按鍵按下時，CPU執(zhí)行正常工作程序。當(dāng)有按鍵按下時，CPU立即產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)子程序中掃描鍵盤，判斷是哪一個鍵被按下，然后執(zhí)行該鍵的功能子程序。這種控制方式克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時響應(yīng)鍵輸入的缺點(diǎn)，既能及時處理鍵輸入，又能提高CPU運(yùn)行效率，但要占用一個寶貴的中斷資源。圖即工作于中斷方式的矩

92、陣式鍵盤接口電路。在初始化時P1.4~P1.7置輸出0，P1.0~P1.3置為輸入態(tài)，P1.0~P1.3分別接至與門各輸入端。當(dāng)有鍵閉合時=0，CPU中斷后，在中斷服務(wù)子程序中，再完成鍵識別和鍵功能處理。</p><p>　　圖5.2.3工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路</p><p>　　四、測試結(jié)果分析與結(jié)果</p><p><b>　　1. 測試結(jié)

93、果分析</b></p><p>　?。?）在測試中遇到LEDLCD16824不顯示</p><p>　　分析:首先使用試測儀對電路進(jìn)行測試,觀察是否存在漏焊,虛焊,或者元件損壞。再接著研究程序的時序圖是否正確。最后發(fā)現(xiàn)程序時序方面出了點(diǎn)小錯。修改后就把問題解決了。</p><p>　?。?）按鍵調(diào)整時,不是按單位遞增和遞減</p><

94、p>　　分析:在鍵盤程序中,按鍵一次,向芯片寫入一個新的數(shù)字,在寫入數(shù)字后必須有一定延時才再寫入另一個數(shù)字。</p><p><b>　　五、系統(tǒng)評價</b></p><p>　　該設(shè)計利用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器進(jìn)行中斷定時，配合軟件延時實(shí)現(xiàn)時、分、秒的計時，該方案節(jié)省硬件成本，且能使設(shè)計者對單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)MCS-52

95、 c語言程序設(shè)計方法，因此，本系統(tǒng)設(shè)計采用此種軟件控制方法來實(shí)現(xiàn)時，而由于ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)是低功耗的具有4KB在線可編程FLASH存儲器的單片機(jī)。它與通用80C52系列單片機(jī)的指令第和引腳兼容。片內(nèi)的FLASH集成在一個芯片上，形成了功能強(qiáng)大、使用靈活和具有較高性能價格比的微控制器。它的功能強(qiáng)大，而且也較容易購買。</p><p>　　總結(jié)：所要實(shí)現(xiàn)的功能通過單片機(jī)編程就可以達(dá)到，不需要額外的

96、時鐘芯片來增加成本，并使外圍電路更加簡單明了。</p><p><b>　　六、系統(tǒng)程序清單</b></p><p><b>　　/*</b></p><p>　　1、按鍵可以調(diào)整當(dāng)時時間</p><p>　　2、按鍵可以調(diào)節(jié)定時時間</p><p>　　3、定時時間到繼電器

97、吸合</p><p>　　*8位數(shù)碼管顯示 時間格式格式 12-30-30 表示：12點(diǎn)30分30秒</p><p>　　S1 用于小時 加1操作 </p><p>　　S2 用于小時減1操作</p><p>　　S3 用于分鐘 加1操作</p><p>　　S4 用于分鐘減1操作</p><p&

98、gt;　　;********************************</p><p>　　;* 萬年歷程序 *</p><p>　　;********************************</p><p>　　61H(分)60H(秒)</p><p>　　SCLK EQU P3.2</

99、p><p>　　IO EQU P3.3</p><p>　　RST EQU P3.4</p><p>　　YEAR DATA 66H</p><p>　　MONTH DATA 65H</p><p>　　WEEK DATA 64H</p><p>　　DAY DATA 63H

100、</p><p>　　HOUR DATA 62H</p><p>　　MINTUE DATA 61H</p><p>　　SECOND DATA 60H</p><p>　　DS1302_ADDR DATA 32H</p><p>　　DS1302_DATA DATA 31H</p><p>

101、;　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP START</p><p>　　ORG 0003H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 000BH</p><p><b>　　RETI</b></p><

102、p>　　ORG 0013H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 001BH</p><p>　　LJMP INTT1</p><p>　　ORG 0023H</p><p><b>　　RETI</b></p>

103、<p>　　ORG 002BH</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　START: SETB EA</p><p>　　MOV SCON,#00H ;串行輸出，方式0</p><p>　　MOV TMOD,#10H ;計數(shù)器1，方式1</p><p

104、>　　MOV TL1,#00H</p><p>　　MOV TH1,#00H</p><p>　　MOV 74H,R1</p><p>　　MOV 44H,R1</p><p>　　MOV 75H,R2</p><p>　　MOV 45H,R2</p><p>　　MOV R0,MINTU

105、E ;分分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE</p><p>　　MOV 72H,R1</p><p>　　MOV 42H,R1</p><p>　　MOV 73H,R2</p><p>　　MOV 43H,R2</p><p>　　MOV R0,SECOND

106、;秒分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE</p><p>　　MOV 70H,R1</p><p>　　MOV 40H,R1</p><p>　　MOV 71H,R2</p><p>　　MOV 41H,R2</p><p><b>　　LCALL DIS&l

107、t;/b></p><p><b>　　七、謝辭</b></p><p>　　在整個設(shè)計過程中，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，分工合作，充分發(fā)揮人的主觀能動性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識，完成了對萬年歷的設(shè)計，達(dá)到了預(yù)期的目的。在最初的設(shè)計中，相互學(xué)習(xí)、相互討論、研究，完成了最初的設(shè)想。相互學(xué)習(xí)、相互討論、研究，完成了最初的設(shè)想。</p><p>

108、　　在實(shí)訓(xùn)的日子里，通過親自動手實(shí)踐，鞏固了以前的知識，發(fā)現(xiàn)了自己的不足然后加以改進(jìn)。</p><p>　　在做論文設(shè)計的日子里得到了指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)，在此向我們的指導(dǎo)教師致以誠摯的謝意。感謝提供相關(guān)技術(shù)幫助的老師和同學(xué)，你們的支持和鼓勵使我們對這次的作品完成有了信心和動力，也給了我們很多無私的幫助和支持，我們在此深表謝意。</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b

109、></p><p>　　[1] ATMEL公司AT89S52單片機(jī)中文PDF資料；</p><p>　　[2] 天津銳志單片機(jī)開發(fā)網(wǎng);</p><p>　　[4] 祝詩平. Proteus和Keil軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J] .西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011（2）;</p><p>　　[5] 王慶利.單片機(jī)設(shè)計案例實(shí)踐教