多功能數(shù)字萬年歷課程設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 報 告</p><p><b>　　多功能數(shù)字萬年歷 </b></p><p>　　系（部）： 理學(xué)院 </p><p>　　實習(xí)單位： 理學(xué)院實驗室 </p><p>　　班 級： 物理101

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　帶隊教師： </p><p>　　時間： 2013年 12月 2日 到 2013年 12月 6

3、日</p><p><b>　　成 績 評 定 表</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文介紹了基于AT89C51單片機的多功能電子萬年歷的硬件結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計方法。系統(tǒng)以AT89C51單片機為控制器，以串行時鐘日歷芯片DS1302記錄日歷和時間，它可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，

4、還具有閏年補償?shù)榷喾N功能。萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以在LED上同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒，還具有時間校準等功能。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，具有廣闊的市場前景。</p><p>　　關(guān)鍵字：AT89C51；電子萬年歷； DS1302</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

5、t;<b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題研究的背景1</p><p>　　1.2課題的研究目的與意義1</p><p>　　1.3課題解決的主要內(nèi)容1</p><p>　　2 系統(tǒng)的總體設(shè)計2</p><p>　　2.1系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定2</p>

6、;<p>　　2.2 器件的選用2</p><p>　　2.2.1單片機的選擇2</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計4</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計4</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)硬件框圖4</p><p>　　3.1.2 AT89C51單片機4</p>

7、<p>　　3.1.3 8位移位寄存器74LS164（串行輸入，并行輸出）8</p><p>　　3.1.4 ds130210</p><p>　　4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計11</p><p>　　4.1 主程序12</p><p>　　4.2 從1302讀取日期和時間程序12</p><p>　　5 P

8、ROTEUS使用13</p><p>　　5.1編程環(huán)境PROTEUS13</p><p>　　5.2用PROTEUS 對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計14</p><p>　　5.3用PROTEUS 進行電子萬年歷的仿真測試15</p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p>

9、<b>　　致謝18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　附錄20</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p

10、>　　隨著科技的快速發(fā)展，時間的流逝,從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。它可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準等功能。該電路采用AT89C51單片機作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用3~5V電壓供電?！　〈巳f年歷具有讀取方便、顯示

11、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。</p><p>　　1.2課題的研究目的與意義</p><p>　　二十一世紀是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時代，而單片機在數(shù)字化高速發(fā)展的時代扮演著極為重要的角色。電子萬年歷的開發(fā)與研究在信息化時代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急，因為它應(yīng)用在學(xué)校、機關(guān)、企業(yè)、部隊等單位禮堂、訓(xùn)練場地、教學(xué)室、公共場地等場合，可

12、以說遍及人們生活的每一個角落。所以說電子萬年歷的開發(fā)是國家之所需，社會之所需，人民之所需。</p><p>　　由于社會對信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展，促使電子萬年歷發(fā)展并且投入市場得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.3課題解決的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題所研究的電子萬年歷是單片機控制技術(shù)的一個具體應(yīng)用，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：&l

13、t;/p><p>　?。?）選用電子萬年歷芯片時，應(yīng)重點考慮功能實在、使用方便、單片存儲、低功耗、抗斷電的器件。</p><p>　?。?）根據(jù)選用的電子萬年歷芯片設(shè)計外圍電路和單片機的接口電路。</p><p>　?。?）在硬件設(shè)計時，結(jié)構(gòu)要盡量簡單實用、易于實現(xiàn)，使系統(tǒng)電路盡量簡單。</p><p>　?。?）根據(jù)硬件電路圖，在開發(fā)板上完成器

14、件的焊接。</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計的硬件電路，編寫控制AT89C51芯片的單片機程序。</p><p>　?。?）通過編程、編譯、調(diào)試，把程序下載到單片機上運行，并實現(xiàn)本設(shè)計的功能。</p><p>　?。?）在硬件電路和軟件程序設(shè)計時，主要考慮提高人機界面的友好性，方便用戶操作等因素。</p><p>　?。?）軟件設(shè)計時必須要

15、有完善的思路，要做到程序簡單，調(diào)試方便。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)的總體設(shè)計</b></p><p>　　單片機電子萬年歷的制作有多種方法，可供選擇的器件和運用的技術(shù)也有很多種。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要簡單使用、易于實現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。<

16、/p><p>　　2.1系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定</p><p>　　系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過成本，性能，功耗等多方面的考慮決定用三個8位74LS164串行接口外接LED顯示器，RESPACK-8對單片機AT89C51進行供電，時間芯片DS1302連接單片機AT89C51。從而實現(xiàn)電子萬年歷的功能。</p><p><b>　　2.2 器件的選用&

17、lt;/b></p><p>　　單片機AT89C51</p><p>　　電容RESPACK-8</p><p>　　三個74LS164串行接口</p><p><b>　　傳感器DS1302</b></p><p>　　2.2.1單片機的選擇</p><p>　　

18、單片機自70年代問世以來以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，用廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動得到蓬勃發(fā)展，單片機功能正日漸完善。單片機的應(yīng)用，使許多領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動化程度大大提高，可以說當(dāng)今世界正在經(jīng)受一場以單片機技術(shù)為標志的新技術(shù)革命浪潮的沖擊。主要單片機類型如下：</p><p>　　(1)MCS-51系列單片機</p><p>　　MCS-51系列單片機主要是指Int

19、el公司生產(chǎn)的以51位內(nèi)核的單片機芯片，具有8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、可擴展外部64K字節(jié)RAM和ROM、2個16位的定時器/計數(shù)器、4個8位并行I/O口、1個全雙工串行I/O口、21字節(jié)的專用寄存器、5個中斷源、片內(nèi)自帶振蕩器、片內(nèi)單總線等功能部件。</p><p>　?。?）AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51單片機的主要特性如下：</p&

20、gt;<p>　　與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　4K字節(jié)的在線編程Flash存儲器，1000次擦寫周期</p><p>　　4.0～5.5V的工作電壓范圍</p><p>　　全靜態(tài)工作模式：0～33MHz</p><p><b>　　三級程序存儲器鎖</b></p>

21、<p>　　128×8字節(jié)內(nèi)部RAM </p><p>　　32個可編程I/O口線</p><p>　　2個16位定時/計數(shù)器</p><p><b>　　6個中斷源</b></p><p>　　全雙工串行UART通道</p><p>　　低功耗空閑和掉電模式</p&g

22、t;<p>　　中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)</p><p>　　看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針</p><p>　　掉電標識和快速編程特性</p><p>　　具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能</p><p>　　靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）</p><p>　　由于AT89C51單片機片內(nèi)有4K字節(jié)

23、的在線編程Flash存儲器，可以擦寫1000次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能，對設(shè)計開發(fā)非常實用。所以選用AT89C51單片機作為電子萬年歷芯片的控制單片機。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)上述所確定的系統(tǒng)方案構(gòu)想，下面進行系統(tǒng)硬件電路的具體設(shè)計，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。</p>&

24、lt;p>　　3.1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　系統(tǒng)硬件框圖如圖3-1</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　3.1.2 AT89S51單片機</p><p>　　本系統(tǒng)采用的是美國ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機，首先我們來

25、熟悉一下AT89C51單片機的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.單片機的引腳功能</p><p>　　AT89C51單片機有40個引腳。</p><p>　　Vcc：電源電壓+5V</p><p><b>　　GND：接地</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開路型

26、雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線服用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時要求外接上拉電阻。</p>

27、<p>　　P1口：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。</p><p>　　Flash 編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。</p><p>　　P2口：P

28、2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（

29、MOVX @Ri指令）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。</p><p>　　Flash 編程和程序校驗期間，P2亦接收低高位地址和其他控制信號。</p><p>　　P3口：P3口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O，P3的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并

30、可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，見表3-1所示：</p><p>　　P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　表3-1 P3口的第二功能圖</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以

31、上高電平將使單片機復(fù)位。WDT溢出將使引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存器允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的

32、。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。</p><p>　　對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。</p><p>　　如有必要，可通過多特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置，可禁止ALE操作。該位置后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被激活。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE無效。</

33、p><p>　　PSEN：程序存儲允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的PSEN信號。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加

34、密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。</p><p>　　如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。</p><p>　　Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的變成電壓Vpp.</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器

35、的輸出端。</p><p>　　AT89C51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.AT89C51單片機與MCS-51完全兼容 </p><p>　　看門狗（WDT）：WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。WDT 由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復(fù)位存儲器（WDTRST）構(gòu)成。WDT 在默認情況下無法工作；為了激活WDT，用戶必須往WDTRST 寄存器

36、（地址：0A6H）中依次寫入01EH 和0E1H。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個機器周期都會增加。WDT計時周期依賴于外部時鐘頻率。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒有辦法停止WDT工作。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動RSR引腳輸出一個高電平。</p><p>　　可編程串口（UART）在AT89C51中，UART 的操作與AT89C51 和AT89C52 一樣。AT89C51系列單片機的串行通信口可以工作

37、于同步和異步通信方式。當(dāng)工作于異步方式時，它具有全雙工的操作功能，也就是說，它可以同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。串行口內(nèi)的接收器采用的是雙緩沖結(jié)構(gòu)，能夠在接收到的第一個字節(jié)從接收寄存器讀走之前就開始接收第二個字節(jié)（當(dāng)然，如果第二個字節(jié)接收完畢，而第一個字節(jié)仍然沒有被讀走，那將會丟掉一個字節(jié)）。串行口的發(fā)送和接收操作都是通過特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF進行的，但在SBUF的內(nèi)部，接收寄存器和發(fā)送寄存器在物理結(jié)構(gòu)上是完全獨立的。如果

38、將數(shù)據(jù)寫入SBUF，數(shù)據(jù)會被送入發(fā)送寄存器準備發(fā)送。如果執(zhí)行SBUF指令，則讀出的數(shù)據(jù)一定來自接收緩存器。因此，CPU對SBUF的讀寫，實際上是分別訪問2個不同的寄存器。這2個寄存器的功能決不能混淆。</p><p>　　振蕩電路：AT89C51系列單片機的內(nèi)部振蕩器，由一個單極反相器組成。XTAL1反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出。可以利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時鐘，只要XTAL1和XTAL2引腳上一個晶體及

39、電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個完整的振蕩信號發(fā)生器，此方式稱為內(nèi)部方式。另一種方式由外部時鐘源提供一個時鐘信號到XTAL1端輸入，而XTAL2端浮空。在組成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)時，多數(shù)采用這種方式，這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可靠性高。在電路中，對電容C1和C2的值要求不是很嚴格，如果使用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少，C1、C2通常都選擇30pF。</p><p>　　定時/計數(shù)器：AT89C51單片機內(nèi)含有2

40、個16位的定時器/計數(shù)器。當(dāng)用于定時器方式時，定時器的輸入來自內(nèi)部時鐘發(fā)生電路，每過一個機器周期，定時器加1，而一個機器周期包含有12個振蕩周期，所以，定時器的技術(shù)頻率為晶振頻率的1/12，而計數(shù)頻率最高為晶振頻率的1/24。為了實現(xiàn)定時和計數(shù)功能，定時器中含有3種基本的寄存器：控制寄存器、方式寄存器和定時器/計數(shù)器?？刂萍拇嫫魇且粋€8位的寄存器，用于控制定時器的工作狀態(tài)，方式寄存器是一個8位的寄存器，用于確定定時器的工作方式，定時器/

41、計數(shù)器是16位的計數(shù)器，分為高字節(jié)和低字節(jié)兩部分。</p><p>　　RAM：高于7FH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的地址是8位的，也就是說其地址空間只有256字節(jié)，但內(nèi)部RAM的尋址方式實際上可提供384字節(jié)。的直接地址訪問同一個存儲空間，高于7FH的間接地址訪問另一個存儲空間。這樣，雖然高128字節(jié)區(qū)分與專用寄器 ，即特殊功能寄存器區(qū)的地址是重合的，但實際上它們是分開的。究竟訪問哪一區(qū)，存是通過不同的尋址方式加以區(qū)分的。

42、</p><p>　　SFR：SFR是具有特殊功能的所有寄存器的集合，共含有22個不同寄存器，它們的地址分配在80H～FFH中。雖然如此，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的單元，其內(nèi)容是不確定的。如對這些單元進行讀操作，得到的是一些隨機數(shù)，而寫入則無效，所以在編程時不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元中，特殊功能寄存器主要有累加器ACC、B寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPT

43、R、I/O端口、串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF、定時器寄存器、捕捉寄存器、控制寄存器。</p><p>　　中斷系統(tǒng)：AT89C51單片機有6個中斷源，中斷系統(tǒng)主要由中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級寄存器IP、優(yōu)先級結(jié)構(gòu)和一些邏輯門組成。IE寄存器用于允許或禁止中斷；IP寄存器用于確定中斷源的優(yōu)先級別；優(yōu)先級結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行中斷源的優(yōu)先排序；有關(guān)邏輯門用于輸入中斷請求信號。在整個中斷響應(yīng)過程中CPU所執(zhí)行的操作步驟如下：&l

44、t;/p><p>　?。?）完成當(dāng)前指令的操作</p><p>　?。?）將PC內(nèi)容壓入堆棧</p><p>　　（3）保存當(dāng)前的中斷狀態(tài)</p><p>　?。?）阻止同級的中斷請求</p><p>　?。?）將中斷程序入口地址送PC寄存器</p><p>　?。?）執(zhí)行中斷服務(wù)程序</p&

45、gt;<p><b>　　（7）返回</b></p><p>　　3.1.3 8位移位寄存器74LS164（串行輸入，并行輸出）</p><p>　　74LS164為8位移位寄存器,其主要電特性的典型值如表3-2：</p><p>　　表3-2 74LS164主要電特性典型值</p><p>　　當(dāng)清除端（

46、CLEAR）為低電平時，輸出端（QA－QH）均為低電平。</p><p>　　串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng)A、B任意一個為低電平時停止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當(dāng)有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK上升沿作用Q0的狀態(tài)。</p><p><b>　　引出端符號</b></p><p&

47、gt;　　CLOCK 時鐘輸入端</p><p>　　CLEAR 同步清除輸入端（低電平有效）</p><p>　　A，B 串行數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　QA－QH 輸出端</p><p>　　fmax最大時鐘頻率。tPLH輸出由低電平到高電平傳輸延遲時間tPHL輸出由高電平到低電平傳輸延遲時間</p>

48、;<p>　　3.1.4 ds1302 </p><p>　　現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實時時鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。

49、</p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。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。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS12

50、02兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 </p><p>　　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)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。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，

51、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)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)。上電運行時，在Vcc≥2.5V之前，RST必須保持低電平。

52、只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細說明。SCLK始終是輸入端。 DS1302 的控制字節(jié)的最高有效位(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如果為0，則表示</p><p>　　DS1302的實時時間流程。根據(jù)流程框圖，不難采集實時時間。下面對DS1302的基本操作進行編程： </p><p&

53、gt;　　根據(jù)本人在調(diào)試中遇到的問題，特作如下說明： DS1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護；D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5～D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。 在DS1302的時鐘日歷或RAM

54、進行數(shù)據(jù)傳送時，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 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；再一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的RAM的31個字節(jié)

55、。 要特別說明的是備用電源B1，可以用電池或者超級電容器(0.1F以上)。雖然DS1302在主電源掉電后的耗電很小，但是</p><p><b>　　4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計</b></p><p>　　電子萬年歷的功能是在程序控制下實現(xiàn)的。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法與硬件設(shè)計相對應(yīng)，按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K

56、連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強了程序的可移植性。</p><p><b>　　4.1 主程序</b></p><p>　　主程序如圖4-1所示：</p><p><b>　　圖4-1 主程序圖</b></p><p>　　4.2 從1302讀取日期和時間程序</p><

57、p>　　圖4-2 從1302讀取程序</p><p>　　5 PROTEUS使用</p><p>　　5.1編程環(huán)境PROTEUS</p><p>　　PROTEUS軟件是由英國LabCenter Electronics 公司開發(fā)的EDA工具軟件，由ISIS和ARES兩個軟件構(gòu)成，其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件，ARES是一款高級的布線編輯軟件，

58、它集成了高級原理布線圖、混合模式SPICE電路仿真、PCB設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計。</p><p>　　5.2用PROTEUS 對電子萬年歷的硬件電路設(shè)計</p><p>　　通過PROTEUS ISIS軟件的VSM（虛擬仿真技術(shù)），用戶可以對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。</p><p&g

59、t;　　用PROTEUS ISIS設(shè)計硬件電路的過程</p><p>　?、?選擇設(shè)計圖紙的到小</p><p>　　根據(jù)設(shè)計所使用到元器件的多少，選擇合適大小的設(shè)計圖紙，操作是單擊菜單欄上的System→Set Sheet Size ，然后彈出如圖5-1所示的對話框，從中選擇合適大小的圖紙，也可以選擇User進行圖紙的自定義設(shè)置。在設(shè)計過程中也可以通過此方法調(diào)整圖紙的大小。</p&

60、gt;<p>　　② 選取仿真所需的元器件 </p><p>　　從此窗口的左上角的“Keywords”中輸入電子萬年歷設(shè)計用到的器件，如輸入“AT89C51”，在中間會列出帶有輸入關(guān)鍵字的元器件，選擇合適的元器件并雙擊它，則已經(jīng)選擇好了該元器件。然后再在“Keywords”中輸入其他所需的元器件，用同樣的方法進行操作。最后選擇好所有的元器件如圖5-4所示。</p><p>

61、　　圖 5-4 所用器件</p><p>　　其中74LS174表示三個串行接口，AT89C51代表單片機會，DS1302代表時鐘芯片，RESPACK-8代表八排電阻。</p><p>　?、?把元器件放到圖紙的合適位置，進行布線</p><p>　　單擊如圖5-4所示的元器件AT89C51，再在右邊圖紙上單擊，就把元器件放入到了圖紙上。再用同樣的方法把ds1302

62、放入到圖紙的合適位置。如果元器件放置錯誤，這可通過兩次右擊刪除所放置的元器件，如果位置放得不理想，可以先右擊該器件，然后按住左鍵進行移動。在布線之前，如果覺得元器件的引腳的方向不好布線，則可以通過單擊這四個按鈕進行調(diào)整，這四按鈕的意思分別是：順時針旋轉(zhuǎn)90°，逆時針旋轉(zhuǎn)90°，沿Y軸對稱，沿X軸對稱。通過這樣的調(diào)整，可以使整個布局合理一些。接著進行布線，由于PROTEUS ISIS有自動布線的功能，比如要把AT89C

63、51的P2口連到74LS164的OUT8口，只要先在P2引腳上單擊一下，再在OUT8引腳上單擊，則ISIS自動將兩個引腳連上線。</p><p>　　④ 編輯窗口連接端子</p><p>　　要讓最后的設(shè)計成功仿真時，必須放置并連接端子。選擇，從中可以選擇電路原理中的兩個通用的端子，一個是接地，一個是電源。如圖5-6所示。</p><p><b>　　圖

64、5-6連接端子</b></p><p>　　在PROTEUS 中的最終設(shè)計圖如圖5-7所示</p><p><b>　　圖 5-7仿真圖</b></p><p>　　最后分別對各元器件的屬性值進行設(shè)置，單擊按鈕，進行電氣檢測，查看接線是否合理，說明硬件電路已經(jīng)順利的完成。</p><p>　　5.3用PROT

65、EUS ISIS進行電子萬年歷的仿真測試</p><p>　　① 添加Keil中編寫的代碼文件</p><p>　　單擊工具欄中的Source→Add/Remove Source files...，彈出一個對話框，分別單擊“New” ，然后選擇在Keil中編寫的數(shù)字電壓表.ASM匯編語言程序，單擊“OK” ，完成添加代碼文件。</p><p>　?、?編譯源程序，生

66、成.HEX目標代碼文件</p><p>　　單擊Source→Build All。如果編譯結(jié)果沒有錯誤，會出現(xiàn)如圖5-8所示的結(jié)果。</p><p><b>　　圖5-8</b></p><p>　?、蹎螕舭粹o，進行對電子萬年歷的仿真測試，運行結(jié)果如圖5-10所示。</p><p><b>　　圖5-10仿真測

67、試</b></p><p>　　④PROTEUS的調(diào)試功能</p><p>　　由于使用的是匯編語言編寫的程序，如果在測量的時候測量值顯示錯誤，說明程序中存在問題，這個問題只用在仿真測量的時候才能被發(fā)現(xiàn)，這時可以使用PROTEUS對程序進行調(diào)試。單擊按鈕，再單擊菜單欄中的Debug，可以在最下面選擇打開內(nèi)存觀察窗口，寄存器值觀察窗口，匯編語言源代碼窗口等等。在匯編語言源代碼窗口

68、中，也可以在所需要設(shè)置斷點的語句前雙擊設(shè)置斷點，當(dāng)設(shè)置斷點的時候，程序運行到所設(shè)斷點處停止，從而可以在內(nèi)存、寄存器等的值的變化，從而找出程序出錯的地方。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本課題從理論到實際應(yīng)用，用AT89C51單片機與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片74LS164等一些電路的組合，成功的設(shè)計出了一個電子萬年歷。而且所設(shè)計的電子萬年歷設(shè)計也

69、按當(dāng)初要求的能夠在PROTEUS中進行仿真，并且能夠很精確的顯示年歷?？梢哉f該電子萬年歷具有很高的實用價值。</p><p>　　在軟件設(shè)計的過程中，利用了Keil這個軟件在程序錄入和調(diào)試的時候的優(yōu)越性，讓我能夠在編寫軟件的時候很方便的發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用Keil對所設(shè)計的程序進行調(diào)試。對于PROTEUS這款軟件，也能熟練掌握電路設(shè)計仿真。由于平時沒有接觸過這兩個軟件，加上畢業(yè)設(shè)計的時間有限，對于他

70、們的連接調(diào)試程序，未能熟練掌握，但以后有機會的話會再好好學(xué)習(xí)的。</p><p>　　本次設(shè)計的電子萬年歷也存在的不足的地方，有待于以后的改進。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先，感謝*老師給我們這樣一次歷練的機會，是你從一開始帶著什么都不懂的我們走進了電子、電路，感謝您嚴謹?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和詼諧幽默的教學(xué)方法，教會

71、了我如何去認識一個未知的東西，特別是對待作業(yè)的態(tài)度，歷練了我們不畏艱難，迎難而上的精神，我想，這會是我一生的財富。</p><p>　　其次，我要感謝與我一次努力的同學(xué)，正是他們的存在，才讓我有了在沒有頭緒時仍能堅持下去的決心，等到風(fēng)輕云淡，回首發(fā)現(xiàn)，那段艱辛而快樂的時光，是值得被記憶的。于此同時，本次課程設(shè)計是對我們自主學(xué)習(xí)以及自覺性學(xué)習(xí)的一次檢查和考驗。</p><p><b&g

72、t;　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 趙長德.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999：98-350.</p><p>　　[2] 蘇平.單片機的原理與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006：1-113.</p><p>　　[3] 王忠民.微型計算機原理[M].西安:西安科技大學(xué)出版社，2003：15-55

73、.</p><p>　　[4] 胡戴明.計算機組成原理[M].北京:經(jīng)濟科學(xué)出版社，2005：43-56.</p><p>　　[5] 紀宗南.單片機外圍器件使用手冊[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，622-655.</p><p>　　[6] 周雪.模擬電子技術(shù)[M]西安: 西安電子科技大學(xué)出版社，2005：81-95.</p><p>

74、;　　[7] 左金生.電子與模擬電子技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004：105-131.</p><p>　　[8] 尹勇.單片機開發(fā)環(huán)境μVision2的開發(fā)指南[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004：173-199.</p><p>　　[9] 張斌武.單片機系統(tǒng)Proteus設(shè)計與仿真[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2005:52-89.</p>&l

75、t;p><b>　　附錄</b></p><p>　　;這是一個萬年歷的例子-課程的設(shè)計</p><p><b>　　;定義變量</b></p><p>　　K EQU 30H ;T0定時計數(shù)</p><p>　　MER EQU 31H ;月計數(shù)&l

76、t;/p><p>　　RER EQU 32H ;日計數(shù)</p><p>　　SER EQU 33H ;時計數(shù)</p><p>　　FER EQU 34H ;分計數(shù)</p><p>　　XQR EQU 35H ;星期計數(shù)</p><p>　　MM

77、R EQU 36H ;秒計數(shù)</p><p>　　DA1 EQU 40H ;9個顯示單元的顯示段碼</p><p>　　DA2 EQU 41H ;第二個</p><p>　　DA3 EQU 42H ;</p><p>　　DA4 EQU 43H

78、 ;</p><p>　　DA5 EQU 44H ;</p><p>　　DA6 EQU 45H ;</p><p>　　DA7 EQU 46H ;</p><p>　　DA8 EQU 47H ;</p><p>　　DA9 EQ

79、U 48H ;第九個顯示緩存 </p><p><b>　　;定義位標志</b></p><p>　　XSBZ BIT 00H ;</p><p>　　T0BZ BIT 01H ;</p><p>　　BLBZ BIT 02H ;</p>&

80、lt;p>　　LED1 BIT P1.4 ; 1</p><p><b>　　;定義端口</b></p><p><b>　　;程序部分</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p&

81、gt;<p>　　ORG 0003H ;</p><p><b>　　LJMP WZD0</b></p><p>　　ORG 0013H ;</p><p><b>　　LJMP T0ZD</b></p><p>　　// ORG 000BH ;<

82、;/p><p>　　// LJMP WZD1</p><p>　　// ORG 001BH ;</p><p>　　// LJMP T1ZD</p><p>　　// ORG 0023H ;</p><p>　　// LJMP UAZD</p><p

83、>　　ORG 0030H</p><p>　　TAB1: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;共陰段碼</p><p>　　DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00H</p><p>　　TAB2: DB 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82

84、 ;共陽顯示段碼</p><p>　　DB 0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xa7,0xa1 ;0-F,全滅</p><p>　　DB 0x86,0x8e,0xff</p><p>　　MAIN: MOV SP,#5FH;</p><p>　　MOV A,#0FFH;</p><p&g

85、t;　　MOV P0,A ;</p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p><b>　　MOV P3,A</b></p><p>　　MOV TMOD,#20H ;T1方式

86、1</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;50ms定時</p><p>　　MOV TL0,#0B0H ;</p><p>　　// MOV SCON,#50H ;方式1，開接收</p><p>　　// MOV PCON,#00H ;不加倍</p><p>　　SETB

87、 TR0 ;打開T1</p><p>　　SETB ET0 ;開T0中斷</p><p>　　SETB EA ;總中斷</p><p>　　MOV R7,#9 ;初始化顯示緩存區(qū)</p><p>　　MOV DPTR,#TAB2 ;送入0-9段碼</p><

88、;p>　　MOV R0,#30H ;變量首地址</p><p>　　MOV R1,#40H ;顯緩首地址</p><p>　　CSXS: CLR A ;</p><p>　　MOV @R0,A ;清變量</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;讀入段碼</p>

89、;<p>　　MOV @R1,A ;送到顯緩</p><p>　　INC R1 ;地址加一</p><p>　　INC R0 ;</p><p>　　INC DPTR ;</p><p>　　DJNZ R7,CSXS;</p><p&g

90、t;　　SETB XSBZ ;置顯示標志</p><p>　　LOOP: NOP;</p><p>　　CALL T0CL ;調(diào)定時處理</p><p>　　CALL XSZC ;調(diào)顯示輸出</p><p>　　CALL SJCL ;調(diào)數(shù)據(jù)處理</p><p>

91、　　SJMP LOOP ;</p><p>　　SJCL: JB BLBZ,SJCL1 ;數(shù)據(jù)處理，有要求？</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SJCL1: MOV R0,#40H ;Y，顯緩首址</p><p>　　MOV DPTR,#TAB2 ;段碼表

92、首地址</p><p>　　MOV A,MER ;月份拆分</p><p>　　MOV B,#10 ;十位數(shù)取出</p><p>　　DIV AB ;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼 </p><p>　　MOV @R0,A ;送

93、顯緩</p><p>　　INC R0 ;指向下一顯緩</p><p>　　MOV A,B ;取個位</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼</p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩</p><p><b>　　INC R0<

94、;/b></p><p>　　MOV A,RER ;日拆分</p><p>　　MOV B,#10 ;十位數(shù)取出</p><p>　　DIV AB ;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼 </p><p>　　MOV @R0,A

95、;送顯緩</p><p>　　INC R0 ;指向下一顯緩</p><p>　　MOV A,B ;取個位</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼</p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩</p><p>　　INC R0

96、 ; </p><p>　　MOV A,SER ;時拆分</p><p>　　MOV B,#10 ;十位數(shù)取出</p><p>　　DIV AB ;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼 </p><p>　　MOV @R0,A ;送

97、顯緩</p><p>　　INC R0 ;指向下一顯緩</p><p>　　MOV A,B ;取個位</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼</p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩</p><p>　　INC R0 ;&

98、lt;/p><p>　　MOV A,FER ;分拆分</p><p>　　MOV B,#10 ;十位數(shù)取出</p><p>　　DIV AB ;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼 </p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩<

99、;/p><p>　　INC R0 ;指向下一顯緩</p><p>　　MOV A,B ;取個位</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼</p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩</p><p>　　INC R0;</p>&l

100、t;p>　　MOV A,XQR ;星期拆分</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取段碼</p><p>　　MOV @R0,A ;送顯緩</p><p>　　SETB XSBZ ;</p><p><b>　　RET</b></p><

101、;p>　　XSZC: JB XSBZ,XSC0 ; 有顯示要求？</p><p>　　RET ;</p><p>　　XSC0: CLR XSBZ ;有，清標志</p><p>　　MOV R7,#9 ;9個單元</p><p>　　MOV R6,#00H ;

102、第一單元位碼</p><p>　　MOV R1,#40H ;</p><p>　　XSC1: MOV A,R6 ;送出位碼</p><p>　　MOV P2,A;</p><p>　　MOV A,@R1 ;送出段碼</p><p>　　MOV P0,A ;

103、</p><p>　　INC R1 ; 地址加一 </p><p>　　INC R6 ;</p><p>　　DJNZ R7,XSC1 ;</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　T0CL: JB T0BZ,T0CL

104、0 ;</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　T0CL0: CLR T0BZ ;</p><p>　　INC K ;</p><p>　　MOV A,K ;</p><p>　　CJNE A,#10,TCLM;&

105、lt;/p><p>　　MOV K,#0 ;</p><p><b>　　CPL LED1</b></p><p>　　INC MMR ;</p><p>　　MOV A,MMR ;</p><p>　　CJNE A,#120,TCLM ;</p

106、><p>　　MOV MMR,#0 ;</p><p>　　INC FER ;</p><p>　　MOV A,FER ;</p><p>　　CJNE A,#60,TCLM1 ;</p><p>　　MOV FER,#0 ;</p><p>

107、　　INC SER ;</p><p>　　MOV A,SER ;</p><p>　　CJNE A,#24,TCLM1 ;</p><p>　　MOV SER,#0 ;</p><p>　　INC XQR ;</p><p>　　MOV A,XQR

108、 ;</p><p>　　CJNE A,#8,T0CL1 ;</p><p>　　MOV XQR,#0 ;</p><p><b>　　INC XQR</b></p><p>　　T0CL1: INC RER ;</p><p>　　MOV A,RER

109、 ;</p><p>　　CJNE A,#32,TCLM1 ;</p><p>　　MOV RER,#0 ;</p><p><b>　　INC RER</b></p><p>　　INC MER ;</p><p>　　MOV A,MER ;

110、</p><p>　　CJNE A,#13,TCLM1 ;</p><p>　　MOV MER,#0 ; </p><p><b>　　INC MER </b></p><p>　　TCLM1: SETB BLBZ ;</p><p>　　TCLM: NOP<

111、/p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;中斷程序</b></p><p>　　WZD0: NOP ;</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　WZD1: NOP</

112、p><p><b>　　RETI </b></p><p>　　T0ZD: NOP ;</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;50ms定時</p><p>　　MOV TL0,#0B0H ;</p><p>　　SETB T0BZ ;</p>

113、<p><b>　　RETI</b></p><p>　　T1ZD: NOP</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　UAZD: NOP</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p><

114、;b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　JNB RI,UAZD1 ; </p><p>　　CLR RI ;</p><p>　　MOV A,SBUF ;</p><p>　　MOV DPTR,#TAB1 ;</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR

115、 ;</p><p>　　MOV P0,A ;</p><p>　　UAZD1: CLR TI ;</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>