畢業(yè)設計（論文）-基于單片機的能實現(xiàn)萬年歷功能電子時鐘的設計

1、<p><b>　　摘  要</b></p><p>　　單片機應用技術飛速發(fā)展，縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。單片機是集CPU ,RAM ,ROM ,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體

2、積小，成本低，功能強，廣泛應用于智能產業(yè)和工業(yè)自動化上。而51系列單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設計通過對它的學習，應用，從而達到學習、設計、開發(fā)軟、硬的能力。 </p><p>　　本文通過對一個基于單片機的能實現(xiàn)萬年歷功能電子時鐘的設計，從而達到學習、了解單片機相關指令在各方面的應用。系統(tǒng)由主控制器AT89C51、時鐘電路DS1302、顯示電路、按鍵電路、和復位電路等部分構成，能實現(xiàn)時

3、鐘日歷顯示的功能，能進行時、分、秒的顯示。</p><p>　　關鍵詞：單片機 農歷查詢 電子鐘</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 引言5</b></p><p>　　第二章 設計方案論證6</p><p>　　2．

4、1方案論證與設計6</p><p>　　2.1.1.控制部分的方案選擇6</p><p>　　2.1.2顯示部分的方案選擇6</p><p>　　2.1.3系統(tǒng)基本方案選擇和論證6</p><p>　　2.2 單片機原理8</p><p>　　2.3 LED顯示數(shù)碼管8</p><p&g

5、t;<b>　　第三章計算部分9</b></p><p>　　3.1 主要單元電路的器件9</p><p>　　3.1.1單片機主控制模塊9</p><p>　　3.1.2時鐘電路模塊、11</p><p>　　3.2其他模塊器件12</p><p>　　3.2.1 74LS164

6、12</p><p>　　3.2.2 CON814</p><p>　　3.2.3 其他元器件14</p><p>　　第四章 結構設計部分14</p><p>　　4.1 顯示部分設計14</p><p>　　4.1.1萬年歷優(yōu)化算法15</p><p>　　4.2 實現(xiàn)時鐘

7、，日歷顯示設計17</p><p>　　4.2.1 DS1302 的寄存器17</p><p>　　4.2.2 DS1302 實時顯示時間的軟硬件18</p><p>　　4.2.3 DS1302 與CPU 的連接18</p><p>　　4.3整體設計19</p><p>　　4.4系統(tǒng)軟件設計21<

8、;/p><p>　　4.4.1程序流程框圖21</p><p>　　第五章 實驗測試部分23</p><p>　　5.1硬件測試23</p><p>　　5.2軟件測試24</p><p>　　5.3測試結果分析與結論24</p><p>　　5.3.1 測試結果分析24</p&g

9、t;<p>　　5.3.2 測試結論25</p><p><b>　　5.4結論25</b></p><p><b>　　結束語27</b></p><p><b>　　謝辭27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b&g

10、t;</p><p><b>　　電子鐘的設計與實現(xiàn)</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　隨著微電子技術的高速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟的個人領域得到了廣泛的運用。單片機以體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點，在工業(yè)控制、家用電器、通信設備、信息處理、尖端武器等各種測控領域的應用中獨占鰲

11、頭，單片機開發(fā)技術已成為電子信息、電氣、通信、自動化、機電一體化等專業(yè)技術人員必須掌握的技術。</p><p>　　而電子鐘作為電子類小設計不僅是市場上的寵兒，也是是單片機實驗中一個很常用的題目。因為它的有很好的開放性和可發(fā)揮性，因此對作者的要求比較高，不僅考察了對單片機的掌握能力更加強調了對單片機擴展的應用。而且在操作的設計上要力求簡潔，功能上盡量齊全，顯示界面也要出色。數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越來越流行，特別是適

12、合在家庭居室、辦公室、大廳、會議室、車站和廣場等使用，壁掛式LED數(shù)碼管顯示的日歷鐘逐漸受到人們的歡迎。LED數(shù)字顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時準確、可以進行夜視，并且還可以擴展出多種功能。 所以，電子萬年歷無論作為比賽題目還是練習題目都是很有價值。</p><p>　　第二章 設計方案論證</p><p>　　2．1方案論證與設計</p><p>　　2.1.1.

13、控制部分的方案選擇</p><p>　　a)用可編程邏輯器件設計?？刹捎肁LTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。設計起來結構清晰，各個模塊，從硬件上設計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。但是考慮到本設計的特點，EDA在功能擴展上比較受局限，而且EDA占用的資源也相對多一些。從成本上來講，用可編程邏輯器件來設計也沒有什么優(yōu)勢。</p><p>　　b)用凌陽16位單

14、片機設計。凌陽16位單片機有豐富的中斷源和時基，方便本實驗的設計。它的準確度相當高，并且C語言和匯編兼容的編程環(huán)境也很方便來實現(xiàn)一些遞歸調用。I/O口功能也比較強大，方便使用。用凌陽16位單片機做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語音的錄制播放和識別。這些都方便對設計進行擴展，使設計更加完善。成本也相對低一些。</p><p>　　2.1.2顯示部分的方案選擇</p><p>

15、　　a)液晶顯示方式。液晶顯示效果出眾，可以運用菜單項來方便操作，但是在顯示時，特別是使用秒表功能時掃描速度跟不上，屏幕會有明顯的閃爍。而且由于61板的存儲空間有限，液晶顯示就不能與語音播抱程序同時實現(xiàn)。這些大大影響了電子萬年歷的性能。</p><p>　　b)相比液晶顯示，采用8段數(shù)碼管既經(jīng)濟實惠，在效果上也可以加入語音報時功能，操作比較液晶顯示來說雖然略顯繁瑣，但總體也還可以做到比較人性化。所以，最后選擇LE

16、D數(shù)碼管顯示方案。</p><p>　　2.1.3系統(tǒng)基本方案選擇和論證</p><p>　　1.單片機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，內部具有4KB ROM 存儲空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS-

17、51系列單片機完全兼容,但是運用于電路設計中時由于不具備ISP在線編程技術, 當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，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ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機

18、完全該芯片內部存儲器為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，當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，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).</p><p>　　2. 顯示模塊選擇方案和論證：</p><p><b>　　方案一：</b></

19、p><p>　　采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,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,所以在此設計中不采用LED液晶顯示屏.</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　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

20、浪費,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><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)掃描法與單片機連接時,占用的單片機口線少。</p><p>　　所以采用了LED數(shù)碼管作為顯示。</p><p>　　3．時鐘

21、芯片的選擇方案和論證：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序實現(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。</p><p><b>　　方案二：</b></p>

22、<p>　　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,位的RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓2.5V～5.5V范圍內，2.5V時耗電小于300nA.</p><p>　　4. 電路設計最終方案決定</p><p>　　綜上各方案所述,對此次作品的方案選定: 采用AT89S52作

23、為主控制系統(tǒng); DS1302提供時鐘;數(shù)字式溫度傳感器;LED數(shù)碼管動態(tài)掃描作為顯示。</p><p><b>　　2.2 單片機原理</b></p><p>　　單片機就是簡化的微型計算機。CPU中本身自帶存儲器ROM和RAM。CPU片內也有總線。IC（集成電路）技術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CPU（比如51

24、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），擴展芯片，接口等通過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。</p><p>　　2.3 LED顯示數(shù)碼管</p><p>　　常見的LED顯示具有清晰明亮的特點。是顯示接口也是絕大多數(shù)單片機應用系統(tǒng)必備的部件之一。</p>

25、<p>　　發(fā)光二極管組成的顯示器是單片機應用產品中最常用的廉價輸出設備。它由若干個發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當某一個發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一筆畫被點亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯出各種字符。</p><p><b>　　1. 顯示器的結構</b></p><p>　　常用的7段顯示器的結構如圖所示，發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共

26、陽極顯示器，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>　　共陽 共陰</p><p><b>　　第三章計算部分</b>

27、</p><p>　　3.1 主要單元電路的器件</p><p>　　3.1.1單片機主控制模塊</p><p>　　AT89S51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。如圖所示。</p><p><

28、b>　　1．內部結構</b></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>　　2.引腳定義及功能</b></p><p>　　1）.電源及時鐘引腳</p><p>　　Vcc：接+5V 電源<

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

30、Vpq：RST是復位信號輸入端，Vpd是備用電源輸入端。當RST輸入端保持2個機器周期以上高電平時，單片機完成復位初始化操作。</p><p>　　當主電源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RAM提供電源以保護片內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。當單片機正常工作

31、后，ALE端就周期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信號會自動產生負脈沖，作為外部程序存儲器的選通信號。</p><p>　　EA/Vpp：

32、程序存儲器地址允許輸入端。當EA為高電平時，CPU執(zhí)行片內程序存儲器指令，但當PC中的值超過0FFFH時，將自動轉向執(zhí)行片外程序存儲器指令；當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~P

33、1.7:P1口8位準雙向I/O口；</p><p>　　P2.0~P2.7:P2口8位準雙向I/O口；</p><p>　　P3.0~P3.7:P3口8位準雙向I/O口。</p><p><b>　　3．片外總線結構</b></p><p>　　分為三部分：數(shù)據(jù)總線 Data Bus(DB）,地址總線 Address B

34、us (AB）,控制總線 Control Bus(CB).</p><p><b>　　AT89S51</b></p><p>　　3.1.2時鐘電路模塊、</p><p>　　DS1302的結構及工作原理</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

35、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的升級產品，與DS1202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均細電流充電的能力。</p><p><

36、b>　　引腳功能及結構</b></p><p>　　圖1所示出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Vcc2 大于Vcc1＋0.2V 時，Vcc2 給DS1302供電。當Vcc2 小于Vcc1 時，DS1302 由Vcc1 供電。X1 和X2 是振蕩源，外接

37、32.768kHz 晶振。RST 是復位/片選線，通過把RST 輸入驅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，RS

38、T 必須保持低電平。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。</p><p>　　圖1 DS1302的引腳圖</p><p>　　數(shù)據(jù)輸入輸出(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

39、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。</p><p><b>　　3.2其他模塊器件</b></p><p>　　3.2.1 74LS164</p><p>　　它是個串入并出的8位移位寄存器，它常用于單片機系統(tǒng)中，下面結束一下這個元件的基本知識：<

40、;/p><p>　　74LS164引腳圖</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><p><b>　　異步清除 </b></p><p>

41、　　最高時鐘頻率可高達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>　　輸入最高電壓：7V </p><p>　　高電平：－0.4mA </p>

42、<p><b>　　低電平：8mA</b></p><p>　　3.2.2 CON8</p><p>　　它是一個排插符號 ，也就是一個插座，可以通過一個插頭將89C51的P0口引到外面的有關電路作擴展用，也可以作為備用。</p><p>　　3.2.3 其他元器件</p><p>　　電阻，電容，發(fā)光

43、二極管，三極管若干。</p><p>　　第四章 結構設計部分</p><p>　　4.1 顯示部分設計</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

44、秒的定時時間， 其他位均以此為基準往上累加。 同時時鐘達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。</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>

45、<b>　　顯示部分</b></p><p>　　4.1.1萬年歷優(yōu)化算法</p><p><b>　　陽歷算法</b></p><p>　　陽歷的算法比較簡單，每十月的總的天數(shù)相對來說是固定的。只有2月份，在閏年是29天，在非閏年是28天。每個月的日歷排法．主要是確定每個月第一天是星期幾。我們知道1901年1月1日是星期

46、二，星期的變化是7天一個周期，比如說要計算1901年2月1日是星期幾，可以這樣推算：從1901年1月1日到1901年2月1日總共經(jīng)過了31天(從表1可 看出)，31對7取模是3：i901年1月1日是星期二，加三后，是星期五。因此1901年2月1日是星期五。同理，可以推算出從1901—2100年任何一天是星期幾。</p><p><b>　　表1</b></p><p>

47、;<b>　　陰歷算法</b></p><p>　　陰歷的算法比較復雜，它包含兩個部分。一部分是陽歷日和陰歷日的對應關系；另一部分則是陽歷日和農歷節(jié)氣的對應關系。下面只介紹與設計有關的陰歷和陽歷的關系。</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　我們先要做一個數(shù)據(jù)表，這個數(shù)據(jù)表里面每2個字節(jié)，表示T一個

48、陰所年彝個月份的天教 2個字節(jié)(共16bit)的具體意義如表2。</p><p>　　其中“！(0／1)中“0”表示30天，“1”表示29天。“x x x x(4個比特可表示數(shù)值范圍0～15)”表示該年中是否有閏月，數(shù)值“0”表示無閏月，“ 1～12” 表示某一個閏月。閏月一般是29天；在200年中(1901～2100年)，閏月是30天的，可用一個特殊語句來解決。這里2OO年需要200 x 2=400個字節(jié)，構成

49、陰歷壓縮數(shù)據(jù)表。</p><p>　　有了陰歷的數(shù)據(jù)表后，主要是要確定陽歷日和胡歷日的對應關系。我們知道陽歷年1901年1月1日，對應的陰歷年是對應的陰歷日，可用以下算法：</p><p>　　1）從陽歷年1901年1月1日到1901年2月1日，計算出經(jīng)過了31天；</p><p>　　2）根據(jù)陰歷數(shù)據(jù)表知道陰歷年1900年11月有29天，因此31—29=2天。原來

50、陽歷年1901年1月1日對應的陰歷日是11日，則有11+1=13；</p><p>　　3）因為陰歷1901年12月份有30天，而13<=30，所以陽歷年1901年2月1日對應的陰歷年是1900年12月13日。如果上一步相加得出的散大于當前陰歷月的總的天敢，別應該繼續(xù)減去當前陰歷月的總的天數(shù)，直到符合條件。 對于月份增加時，還要通過數(shù)據(jù)表查看是否要經(jīng)過閏月。</p><p>　　對于

51、其他任何一個陽歷日和陰歷日的對應關系，都可以通過以上算法求得結果。</p><p>　　4.2 實現(xiàn)時鐘，日歷顯示設計</p><p>　　DS1302可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。</p><p>　　4.2.1 DS1302 的寄存器</p><p>　　DS1302 有12 個寄存器，其中有7 個

52、寄存器與日歷、時鐘相關，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 日歷、時間寄存器及其控制字</p><p>　　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容。 DS1302 與RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個RA

53、M 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(寫)、FFH(讀)。</p><p>　　4.2.2 DS1302 實時顯示時間的軟硬件</p><p>　　DS1302 與CPU 的連接需要三條線，即SCLK(7)、

54、I/O(6)、RST(5)。圖3 示出DS1302 與89C2051 的連接圖，其中，時鐘的顯示用LCD。</p><p>　　4.2.3 DS1302 與CPU 的連接</p><p>　　實際上，在調試程序時可以不加電容器，只加一個32.768kHz 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20，同時顯示實時溫度。只要占用CPU 一個

55、口線即可。 LCD 還可以換成LED，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產的10 位多功能8 段液晶顯示模塊LCM101，內含看門狗(WDT)/時鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅動電路，并有內置顯示RAM，可顯示任意字段筆劃，具有3－4 線串行接口，可與任何單片機、IC 接口。功耗低，顯示狀態(tài)時電流為2μA(典型值)，省電模式時小于1μA，工作電壓為2.4V～3.3V，顯示清晰。</p><p>　　圖3 DS

56、1302與CPU連接的電路原理圖</p><p><b>　　4.3整體設計</b></p><p>　　實現(xiàn)過程：由串行的時鐘芯片DS1302，送給單片機，單片機處理后輸出。而74LS164將串行信號變成并行信號，每個164對應LED七段碼，三個164對應三行LED數(shù)碼管。單片機P2.6-P2.0連接七個三極管作列驅動，共七列數(shù)碼管，（實際有兩行是六列）行列掃描共同

57、形成萬年歷。</p><p>　　接線方法（如上圖所示）：</p><p>　　1,用一個2PIN數(shù)據(jù)排線一端插入CPU部分JP2（P3口）的P3.0,P3.1,另外一端插入74LS164部分的輸入端JP2。</p><p>　　2,用一根8PIN的數(shù)據(jù)排線，一端插入74LS164部分的輸出端JP8, 另一端插入8路指示燈的JP8。 </p>

58、<p>　　其整個過程，如原理圖所示（見附錄二）。</p><p><b>　　4.4系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　4.4.1程序流程框圖</p><p>　　圖-A主程序流程表 圖-B計算陽歷程序流程表</p><p>　　圖-C 時

59、間調整程序流程圖</p><p>　　圖-D 陰歷程序流程表</p><p>　　第五章 實驗測試部分</p><p><b>　　5.1硬件測試</b></p><p>　　電子鐘的電路系統(tǒng)較大，對于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯誤，則會對檢測造成很大的不便，而且電路的交線較多，對于各種鋒利的

60、引腳要注意處理，否則會刺被帶有包皮的導線，則會對電路造成短路現(xiàn)象。</p><p>　　在本成電子鐘的設計調試中遇到了很多的問題。回想這些問題只要認真多思考都是可以避免的，以下為主要的問題：</p><p>　?。保㎜ED數(shù)碼管的斷碼錯亂,原因出于沒有認真看清a、b 、c等引腳信息。</p><p>　　解決：重新排列74LS47的輸出端，相應接入LED數(shù)碼管，即

61、可解決出現(xiàn)在的斷碼或亂碼。</p><p>　　2）對萬年歷修改時間或日期時，有時LED數(shù)碼管被屏蔽掉，造成不亮現(xiàn)象。</p><p>　　解決：根據(jù)儀器的測試，發(fā)現(xiàn)電路的驅動能力不足，最后在DS1302時鐘芯片的/CS、SCLK、RET端接入5.1K的上拉電阻后,電路的驅動能力才能滿足，即可解決不亮現(xiàn)象。</p><p><b>　　5.2軟件測試<

62、;/b></p><p>　　電子鐘是多功能的數(shù)字型，可以看當前日期（陰、陽歷）,時間，還有溫度的儀器。電子鐘功能很多，所以對于它的程序也較為復雜,所以在編寫程序和調試時出現(xiàn)了相對較多的問題。最后經(jīng)過多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件。在軟件的調試過程中主要遇到的問題如下：</p><p>　　1．燒入程序后，LED數(shù)碼管顯示閃動,而且亮度不均勻。</p&g

63、t;<p>　　解決：首先對調用的延時進行逐漸修改，可以解決顯示閃動問題。其次，由于本作品使作動態(tài)掃描方式顯示的數(shù)字，動態(tài)掃描很快，人的肉眼是無法看出,但是調用的顯示程序時，如果不在反回時屏蔽掉最后的附值，則會出現(xiàn)很亮的現(xiàn)象，所以在顯示的后面加了屏蔽子令，最后解決了此問題。</p><p>　　2．修改時間、日期時沒有農歷沒有自動對應上。</p><p>　　解決：把不相關的

64、程序暫時屏蔽，地農歷的子程序獨立調試，發(fā)現(xiàn)在調用農歷自動更新時，對十進制和十六進制處理不好，所以會造成錯亂。最后把相應的十進制進行修改，使得可以與十六進制對應，最后解決了此問題.</p><p>　　5.3測試結果分析與結論</p><p>　　5.3.1 測試結果分析</p><p>　　1）．在測試中遇到發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管為不顯示時,首先使用試測儀對電路進

65、行測試,觀察是否存在漏焊,虛焊,或者元件損壞.</p><p>　　2）．LED 數(shù)碼管顯示不正常，還有亮度不夠，首先使用試測儀對電路進行測試,觀察電路是否存在短路現(xiàn)象。查看燒寫的程序是否正確無誤，對程序進行認真修改。</p><p>　　3）.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DS13

66、02，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)。</p><p>　　在DS1302 的時鐘日歷或RAM 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

67、期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。</p><p>　　DS1302 與RAM 相關的寄存器分為兩類: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)。</p><p>　　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.

68、1F 以上)。雖然DS1302 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的3.6V 充電電池。如果斷電時間較短(幾小時或幾天)時，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。100 μF 就可以保證1 小時的正常走時。DS1302 在第一次加電后，必須進行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調整時間。</p><p>　　5.3.2 測試結論</p>

69、;<p>　　經(jīng)過多次的反復測試與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設計能力與及對電路的分析能力.同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強.同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固。</p><p><b>　　5.4結論</b></p><p>　　在整個設計過程中，發(fā)揮團隊精神，分工合作，充分發(fā)揮人的主觀能動性，自主學習，學到

70、了許多沒學到的知識，完成了對電子鐘的設計，達到了預期的目的。在最初的設計中，發(fā)揮“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”的作用，相互學習、相互討論、研究，完成了最初的設想。在電路焊接時雖然沒什么大問題，但從中也知道了焊接在整個作品中的重要性，電路工程量大，不能心急，一個個慢慢來不能急于求成，反而達到事半功倍的效果。對電路的設計、布局要先有一個好的構思，才顯得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考，理清了

71、思路，終于能夠完成它。在此次設計中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。也練就了我們的耐心，做什么事都在有耐心。此次設計中學到了很多很多東西，這是最重要的。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　本次的設計是以單片機技術為核心，軟硬件結合的方法來實現(xiàn)電子萬年歷的設計與實現(xiàn)。在設計過程中，我遇到了諸多的問題，例如時間不會設

72、置、有些程序是不是該有等問題，促使我翻閱了大量的資料，才對這些問題有了進一步的認識最終完成了程序的編程。在這期間使我對于89C51芯片這個重要的芯片以及LED數(shù)碼管都有了更深入的了解，更使我對單片機這門課程有了全新的認識。與此同時，使我獵取了許多專業(yè)課沒有涉及的東西，提高了閱讀能力，增強了翻閱資料的意識，也擴大了學習專業(yè)知識的視野，同時，在設計的過程中，也得到了指導老師各方面的指導和幫助，對在以后工作中設計電路積累了豐富的經(jīng)驗。<

73、/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　劉 勇 數(shù)字電路 電子工業(yè)出版社 2004</p><p>　　陳正振 電子電路設計與制作 廣西交通職業(yè)技術學院信息工程系 2007</p><p>　　楊子文 單片機原理及應用 西安電子科技大學出版社 2006</p><p>

74、　　王法能 單片機原理及應用 科學出版社 2004</p><p>　　曹琳琳 單片機原理及接口技術 北京：國防科技大學出版社，2000年．</p><p>　　許惠民 單片微型計算機原理、接口及應用 北京：北京郵電大學出版社，2000年．</p><p>　　康華光 電子技術基礎 北京：高等教育出版社，2001年．</p><p

75、><b>　　謝 辭</b></p><p>　　畢業(yè)設計的完成，為我的大學學習生活畫下了最后一筆。應該感謝的人很多，首先感謝學院給我們提供了一個展現(xiàn)自己的舞臺，給我們一次難得煅煉的機會，使得我們的動手能力和專業(yè)技能都有了很大的提高。在做論文設計的日子里得到了指導教師的悉心指導，在此向我們的指導教師致以誠摯的謝意。感謝提供相關技術幫助的老師和同學，你們的支持和鼓勵使我們對這次的作品完

76、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>　　在本論文完成之際，首先要向我的指導老師田平老師致以誠摯的謝意！在設計過程當中，田老師給了我許許多多的幫助和關懷。田平老師知識淵博、治學嚴謹，待人平易近人，在他的悉心指導下我不僅學到了扎實的專業(yè)知識，同時他對工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。同時，還要感謝和我一起的席丹、葉

77、鑫、王森等同學的幫助，是他們不分晝夜的搜集資料和探討才有了這次設計的完成。</p><p>　　在此我謹向田老師表示衷心的感謝，是他給了我這次機會，才能夠使自己對電子設計有了更深的了解。在完成本次設計的過中，除了自己收集的相關資料以外，最重要的是指導老師不辭辛苦的認真的指導，使在設計中遇到的問題迎刃而解，同時，也在無形中又重新給我上了一課，使我對專業(yè)知識的掌握又上了一層更高的臺階。</p><

78、p>　　最后再次感謝向給予我?guī)椭乃欣蠋熗瑢W們。</p><p>　　附錄一：系統(tǒng)程序清單</p><p>　　萬年歷程序 </p><p>　　67H(高兩位年)66H(低兩位年)65H(月)64H(星期);63H(日)62H(小時)61H(分)60H(秒)57H(農歷月)56H(農歷日);顯示緩沖單元7CH~7BH(4CH~4BH)年低位

79、，7AH~79H(4AH~49H)月;78H(48H)星期，77H~76H(47H~46H)日，75H~74H(45H~44H)時;73H72H(43H~42H)分，71H~70H(41H~40H)秒，5EH~5DH(55H~54H)農歷年;5CH~5BH(53H~52H)農歷月，5AH~59H(51H~50H)農歷日</p><p>　　;閏年標志為F0,定時器T1為調整時候閃爍用。</p>&l

80、t;p>　　SCLK EQU P3.2</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>

81、;<p>　　DAY DATA 63H</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

82、DATA 31H</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP START</p><p>　　ORG 0003H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 000BH</p><p><b>　　RE

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

84、　　RETI</b></p><p>　　ORG 002BH</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　《 主程序 》 </p><p>　　START: SETB EA</p><p>　　MOV SCON,#00H ;串

85、行輸出，方式0</p><p>　　MOV TMOD,#10H ;計數(shù)器1，方式1</p><p>　　MOV TL1,#00H</p><p>　　MOV TH1,#00H</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#8EH</p><p>　　MOV DS1302_DATA,#00H ;允許寫1

86、302</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#90H</p><p>　　MOV DS1302_DATA,#0A6H</p><p>　　;1302充電，充電電流1.1mA</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　

87、　MAIN1: MOV DS1302_ADDR,#8DH ;READ OUT YEAR</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV YEAR,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#8BH ;READ OUT WEEK</p><p>　　LCALL READ</

88、p><p>　　MOV WEEK,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#89H ;READ OUT MONTH</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV MONTH,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#87

89、H ;READ OUT DAY</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV DAY,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#85H ;READ OUT HOUR</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV H

90、OUR,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#83H ;READ OUT MINTUE</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV MINTUE,DS1302_DATA</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#81H ;READ OUT SECOND

91、</p><p>　　LCALL READ</p><p>　　MOV SECOND,DS1302_DATA</p><p>　　MOV R0,YEAR ;年分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE</p><p>　　MOV 7BH,R1</p><p>　　MOV

92、4BH,R1</p><p>　　MOV 7CH,R2</p><p>　　MOV 4CH,R2</p><p>　　MOV 78H,WEEK</p><p>　　MOV 48H,WEEK</p><p>　　MOV R0,MONTH ;月分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DI

93、VIDE</p><p>　　MOV 79H,R1</p><p>　　MOV 49H,R1</p><p>　　MOV 7AH,R2</p><p>　　MOV 4AH,R2</p><p>　　MOV R0,DAY ;日分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE<

94、;/p><p>　　MOV 76H,R1</p><p>　　MOV 46H,R1</p><p>　　MOV 77H,R2</p><p>　　MOV 47H,R2</p><p>　　MOV R0,HOUR ;小時分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE</p&g

95、t;<p>　　MOV 74H,R1</p><p>　　MOV 44H,R1</p><p>　　MOV 75H,R2</p><p>　　MOV 45H,R2</p><p>　　MOV R0,MINTUE ;分分離，送顯示緩存</p><p>　　LCALL DIVIDE</p>

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

97、p>　　MOV 70H,R1</p><p>　　MOV 40H,R1</p><p>　　MOV 71H,R2</p><p>　　MOV 41H,R2</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　LCALL GENGXIN ;更新農歷程序</p><

98、p>　　JNB P1.1,SETG</p><p>　　JNB F0,SSS</p><p>　　CLR P1.3 ; 閏月，則p1.3清0，指示燈亮</p><p>　　LJMP MAIN1</p><p>　　SSS: SETB P1.3 ;非閏月，則p1.3置位，指示燈滅</p><p>　　LJM

99、P MAIN1</p><p>　　《 公歷設置程序 》</p><p>　　SETG: SETB TR1</p><p><b>　　SETB ET1</b></p><p><b>　　CLR 08H</b></p><p><b>　　

100、CLR 09H</b></p><p><b>　　CLR 0AH</b></p><p><b>　　CLR 0BH</b></p><p><b>　　CLR 0CH</b></p><p><b>　　CLR 0DH</b></p&

101、gt;<p><b>　　CLR 0EH</b></p><p><b>　　CLR 0FH</b></p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#8EH</p><p>　　MOV DS1302_DATA,#00H ;允許寫1302</p><p>　　LCALL WRIT

102、E</p><p>　　MOV DS1302_ADDR,#80H</p><p>　　MOV DS1302_DATA,#80H ;1302停止振蕩</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　GWAIT: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,GWAIT</p

103、><p>　　SETG1: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,SETG2</p><p>　　JNB P1.2,GADDYEAR</p><p>　　AJMP SETG1</p><p>　　GADDYEAR: MOV R7,66H ;年加1</p>

104、<p>　　LCALL ADD1</p><p><b>　　MOV 66H,A</b></p><p>　　CJNE A,#51H,GADDYEAR1</p><p>　　MOV 66H,#01H</p><p>　　GADDYEAR1: MOV DS1302_ADDR,#8CH ;年值送1302<

105、;/p><p>　　MOV DS1302_DATA,66H</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　MOV R0,66H</p><p>　　LCALL DIVIDE ;年分離送顯示緩沖</p><p>　　MOV 4BH,R1</p><p>　　MOV 7BH,R1

106、</p><p>　　MOV 4CH,R2</p><p>　　MOV 7CH,R2</p><p>　　WAITT1: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.2,WAITT1</p><p>　　AJMP SETG1</p><p>　　SETG2: SETB

107、 0AH ;調月時閃標志</p><p>　　GWAIT2: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,GWAIT2</p><p>　　SETG3: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,SETG4</p><p>　　JNB P1.2,GAD

108、DMONTH</p><p>　　AJMP SETG3</p><p>　　GADDMONTH: MOV R7,65H ;月加1</p><p>　　LCALL ADD1</p><p><b>　　MOV 65H,A</b></p><p>　　CJNE A,#13H,GADDMON

109、TH1</p><p>　　MOV 65H,#01H</p><p>　　GADDMONTH1:MOV DS1302_ADDR,#88H ;月值送1302</p><p>　　MOV DS1302_DATA,65H</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　MOV R0,65H</p&g

110、t;<p>　　LCALL DIVIDE ;月分離送顯示緩沖</p><p>　　MOV 79H,R1</p><p>　　MOV 49H,R1</p><p>　　MOV 7AH,R2</p><p>　　MOV 4AH,R2</p><p>　　WAITT2: LCALL DISPLAY

111、</p><p>　　JNB P1.2,WAITT2</p><p>　　AJMP SETG3</p><p>　　SETG4: SETB 0BH ;調日時閃標志</p><p>　　GWAIT4: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,GWAIT4</p>

112、<p>　　SETG5: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,SETG6</p><p>　　JNB P1.2,GADDDAY</p><p>　　AJMP SETG5</p><p>　　GADDDAY: MOV R7,63H ;日加1</p><p>　

113、　LCALL ADD1</p><p><b>　　MOV 63H,A</b></p><p>　　CJNE A,#32H,GADDDAY1</p><p>　　MOV 63H,#01H</p><p>　　GADDDAY1: MOV DS1302_ADDR,#86H ;日值送1302</p>&l

114、t;p>　　MOV DS1302_DATA,63H</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　MOV R0,63H</p><p>　　LCALL DIVIDE ;日分離送顯示緩沖</p><p>　　MOV 76H,R1</p><p>　　MOV 46H,R1</p>

115、<p>　　MOV 77H,R2</p><p>　　MOV 47H,R2</p><p>　　WAITT3: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.2,WAITT3</p><p>　　AJMP SETG5</p><p>　　SETG6: SETB 0CH ;調

116、星期時閃標志</p><p>　　GWAIT6: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,GWAIT6</p><p>　　SETG7: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,SETG8</p><p>　　JNB P1.2,GADDWEEK</p&

117、gt;<p>　　AJMP SETG7</p><p>　　GADDWEEK: MOV R7,64H ;星期加1</p><p>　　LCALL ADD1</p><p><b>　　MOV 64H,A</b></p><p>　　CJNE A,#08H,GADDWEEK1</p>

118、<p>　　MOV 64H,#01H</p><p>　　GADDWEEK1: MOV DS1302_ADDR,#8AH ;星期值送1302</p><p>　　MOV DS1302_DATA,64H</p><p>　　LCALL WRITE</p><p>　　MOV R0,64H</p><p>　　

119、LCALL DIVIDE ;星期分離送顯示緩沖</p><p>　　MOV 48H,R1</p><p>　　MOV 78H,R1</p><p>　　WAITT4: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.2,WAITT4</p><p>　　AJMP SETG7</p>&

120、lt;p>　　SETG8: SETB 0DH ;調小時時閃標志 </p><p>　　GWAIT8: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,GWAIT8</p><p>　　SETG9: LCALL DISPLAY</p><p>　　JNB P1.1,SETG10</p>

121、<p>　　JNB P1.2,GADDHOUR</p><p>　　AJMP SETG9</p><p>　　GADDHOUR: MOV R7,62H ;小時加1</p><p>　　LCALL ADD1</p><p><b>　　MOV 62H,A</b></p><p&