基于單片機的電子萬年歷設計畢業論文(文件)

　

【正文】 對于本次畢業設計，首先，本課題對系統主要功能進行分析，確定該系統的主要功能是：陽歷日期顯示、時間顯示、農歷日期顯示、星期顯示、環境溫度顯示和定時鬧鈴，并可以修改時間，在修改時間的過程中，可以對月份天數自動判斷。 最后，時鐘芯片采用 DS1302， DS1302為三總線時鐘芯片，為了能夠使其正常工作，要學習其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、讀取時間寄存器數據、寫入時間寄存器數據等。在時間設定環節，要有設定提示，本系統以游標閃爍方式提示用戶當前所修改的數據。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。 8位單片機有豐富的中斷源和時基，方便設計。這些都方便對設計進行擴展，使設計更加完善。相對于液晶顯示比較經濟實惠，但液晶顯示比數碼管顯示美觀， LED數碼管在操作上比較繁瑣。顯示功能強，效果 直觀 ，可用菜單項來方 便操作。 所以選擇采用 AT89S52作為主控制系統。 方案二： 采用 DS1302 時鐘芯片實現時鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償的年進行計數，而且精度高 ， 工作電壓 ～。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。 6 單 片機主控電路設計 （ 1） AT89S52的簡介 AT89S52 是一種低功耗，高性能的 CMOS 8 位微處理器，內部有 8K 字節的閃速PEROM ，該芯片采用 ATMEL公司高密度、非揮發性存儲器工藝制成且與工業標準的MCS51系列的引腳及指令兼容， FLASH系列存儲器為快速擦寫存貯器。 7 ALE 地址鎖存控制信號：在系統擴展時， ALE 用于控制把 P0 口輸出低 8 位地址鎖存起來，以實現低位地址和數據的隔離。 RST復位信號：當輸入的復位信號延續 2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作。 數據總線（ DB）：數據總線寬度為 8位，由 P口提供。單片機本身就如一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地作。晶振的頻率通常選擇兩種 6MHz和 12MHz。上電復位電路：上電復位是單片機上電時復位操作，保證 單片機上電后立即進入規定的復位狀態。它主要是利用電阻的分壓來實現的，在此設計中，采用按鍵復位電路。 RST 引腳的高電平只要保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復位操作。 DS18B20的主要特點：超小的體積，超低的硬件開銷，抗干擾能力強，精度高。 F ~+257176。數據在出產時設置不由用戶更改。在上電復位時其值將被刷新。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數據，上下限溫度報警值和校驗數據， DS18B20共 3位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。 微控制器控制 DS18B20 完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前要對DS18B20進行復位，復位成功后發送一條 ROM指令，最后發送 RAM指令，這樣才能 11 讀數據 寫 0 60微秒 15微秒 45微秒 15微秒 45微秒 15微秒 DS18B20寫時間間隙 寫 1 對 DS18B20 進行預定的操作。微控制器寫 0時，數據線必須先被拉至低電平且至少保持邏輯低電平 60微秒。所有讀時間片的最短持續期限為 60微秒，各個讀時間片之間必須有最短為 1微秒的恢復時間。工作電壓寬達 ～ 。 12 圖 DS1302的外部引腳分配 各引腳的功能為： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。 （ 1） DS1302 的工作原理 DS1302 工作時為了對任何數據傳送進行初始化，需要將復位腳（ RST）置為高電平且將 8位 地址和命令信息裝入移位寄存器。 表 DS1302 有關日歷、時間的寄存器 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81h 80h CH 10秒 秒 0059 83h 82h 10秒 分 0059 85h 84h 12/24 0 10 時 時 112/023 AM/PM 87h 86h 0 0 10日 日 131 13 89h 88h 0 0 0 10月 月 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 17 8Dh 8Ch 10年 年 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 — DS1302 內部的 RAM 分為兩類，一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元為一個 8位的字節，其命令控制字為 COH~FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；再一類為突發方式下的 RAM，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM的 31個字節，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。 液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。 表 液晶顯示 12864 的引腳功能 引腳號 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電池地 2 VDD 模塊的電源正端 3 VO LCD驅動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 \數據選擇信號：串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號：串行的數據口 15 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號：串行的同步時鐘 7 DB0 H/L 數據 0 8 DB1 H/L 數據 1 9 DB2 H/L 數據 2 10 DB3 H/L 數據 3 11 DB4 H/L 數據 4 12 DB5 H/L 數據 5 13 DB6 H/L 數據 6 14 DB7 H/L 數據 7 15 PSB H/L 并 \串行接口選擇： H并行 :L串行 16 NC 空腳 17 RST H/L 復位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A 背光電源正極 20 LED_K 背光電源負極 對 12864寫控制時，在使能信號 E下降沿有效。 地址歸位指令設 定 DDRAM的地址計數器（ AC）為“ 00H”，并且將游標移到開頭原點位置，這個指令并不改變 DDRAM 的內容。與單片機的連接電路如圖 ： 圖 按鍵電路與單片機的鏈接 17 第 4 章 軟件部分設計 程序流程圖 主程序流程 該系統軟件采用匯編語言設計，模塊化的設 計方法使得該系統以后的升級改動更為靈活。 主程序執行流程如圖 。該系統能夠對每月的 天數進行自動判斷，陽歷的月份信息為： 12月，每月 31天； 11 月，每月 30天；二月最為特殊，非閏年為 28天，閏年為 29天，所以，要想實現日期加一，除了要判斷月份值外，還需要判斷年份是否為閏年。 移 位 寄 存 器 寫 保 護 關 閉發 送 多 字 節 方 式 讀 取 指 令接 收 所 有 日 歷 數 據 并 保 存 到緩 沖 區 圖 DS1302多字節讀取數據程序流程 移 位 寄 存 器 寫 保 護 關 閉發 送 多 字 節 方 式 讀 取 指 令接 收 所 有 日 歷 數 據 并 保 存 到緩 沖 區 圖 DS1302多字節寫入程序流程 溫度測量元件控制程序流程 室內環境溫度和人們的生活息息相關，隨著人們生活水平的提高，人們對和氣候相關的數據越來越關心。溫度傳感器 DS18B20控制程序流程如圖 。該系統除含有單總線溫度傳感器芯片外，還含有液晶顯示模塊，其控制方式都非常麻煩，對軟件的設計要求很嚴格，尤其是溫度傳感器芯片，在對其讀寫過程中，要求有嚴格的延時。 （ 2）顯示部分軟件調試 為了使系統具有良好的人機交互界面，該系統采用液晶顯示器顯示所有數據，但是，液晶顯示模塊的控制要比 LED 數碼管復雜得多。在每一個 E下降沿之后加一段延時程序，發現顯示部分工作正常。本設計在 最后按鍵部分軟件設計過程中，采用軟件消抖和按鍵釋放判斷，很好的解決了這個問題。 25 總結與展望 在該系統設計、調試完成之后，對最后的成功進行分析，同時結合在調試過程中出現的錯誤進行綜合分析，總結在實際系統設計和調試過程中的寶貴經驗。該系統采用模塊化程序設計方法，同時保留了很多的微控制器 I/O口，擴展十分方便。對于液晶屏幕，開始并不是很了解，在運用時查看了大量的手冊資料，并閱讀了網友對于 12864 液晶的驅動編寫代碼，從而掌握了 12864 液晶的使用。 該系統在進行軟件設計的時候，采用模塊化設計方法，方便調試中找出錯誤。 感謝這篇論文所涉及到的各位學者。 學生簽名： 日 期湖南工業大學本科畢業設計（論文）過程管理資料 28 。 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中 提供熱情的幫助。尤其要強烈感謝我的論文指導老師，她對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。而且對時間進行控制。 本次設計中 在最初的設計中，對于 52 單片機進行了充分的了解，并與 51 相比較，了解了兩種單片機的不同，并最終決定使用 89S52 單片機制作。該系統最大的特點就是界面友好，走時準確 ，和現在使用 LED 顯示數據的萬年歷相比，體積更小，可以作為轎車車載顯示裝置。本萬年歷擁有 年、月、日、星期、時、分、秒等功能，擁有閏月識別顯示 24 功能，通過按鍵可以實現 顯示 年、月、日、星期、時、分、秒校準功能，擁有溫度報警、節日提醒、鬧鐘功能，達到了設計要求。以前學習過讀取微控制器引腳狀態的基本語句。在開始的顯示部分軟件調試過程中，液晶顯示模塊白屏，即所送指令和數據根本沒有被液晶模塊所接收。經仔細閱讀資料發現時鐘芯片 DS1302 內部含有寫保護寄存器，當其最高位為 0時，可以寫入移位寄存器，反之則不能寫入，而在開始初始化 DS1302時，并沒有包含寫保護寄存器最高位清零的環節，所以程序中的所有寫入、讀出語句全部無效，不能被 DS1302所接收。每一個集成芯片都有相應的控制方法 ，即工作時序。該系統采用 DS18B20 作為溫度傳感器，一個微控制器引腳可以掛接多個 DS18B20，在微控制器發送指令時，究竟哪一個 D