標(biāo)題: 基于51單片機(jī)的日歷時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)論文 [打印本頁]
作者: 星小華 時(shí)間: 2018-5-8 00:14
標(biāo)題: 基于51單片機(jī)的日歷時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)論文
中文摘要
本設(shè)計(jì)是基于51系列的單片機(jī)進(jìn)行的實(shí)時(shí)日歷和時(shí)鐘顯示設(shè)計(jì)，可以顯示年月日時(shí)分秒及周信息，具有可調(diào)整日期和時(shí)間功能。在設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)單片機(jī)的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)行了比較全面準(zhǔn)備。
實(shí)時(shí)日歷和時(shí)鐘顯示的設(shè)計(jì)過程在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件部分主要由AT89C52單片機(jī)，LED顯示電路，以及調(diào)時(shí)按鍵電路等組成，系統(tǒng)通過LED顯示數(shù)據(jù)，所以具有人性化的操作和直觀的顯示效果。軟件方面主要包括時(shí)鐘程序、鍵盤程序，顯示程序等。本系統(tǒng)以單片機(jī)的匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，以便更簡單地實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間及日期顯示功能。所有程序編寫完成后，在wave軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，在Proteus軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。
隨著微電子技術(shù)與大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的串行通信應(yīng)用正在不斷的走向深入，由于它具有功能強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格便宜、工作可靠、使用方便等特點(diǎn)，廣泛使用與我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，再根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)各種具體的要求使用相應(yīng)的外部擴(kuò)展，來實(shí)現(xiàn)具體的實(shí)際要求。
本文通過對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)萬年歷功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用。系統(tǒng)由主控制器AT89C52、時(shí)鐘電路DS1302、顯示電路、按鍵電路、和復(fù)合電路等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘日歷的顯示的功能，能進(jìn)行時(shí)、分、秒的顯示。
2 硬件設(shè)計(jì)2.1電路設(shè)計(jì)框圖
（見附件）
2.2 電路原理圖
2.3.1時(shí)鐘電路
（1）DS1302引腳功能
DS1302引腳圖
VCC1．VCC2：電源引腳。
其中VCC2接主電源，VCC1接備用電源。
GND：接地。輸出數(shù)據(jù)。
X1、X2：32.768kHz。晶振引腳。
若采用外部振蕩信號(hào)時(shí)。32768Hz的信號(hào)從 X1腳輸入．x2腳懸空。 RST：片選端，高電平有效。RST端接通控制邏輯，當(dāng)其為‘0”時(shí) ，IO引腳變?yōu)楦咦杞貭顟B(tài)，所有的數(shù)據(jù)傳送中止，當(dāng)其為‘1’時(shí)，允許數(shù)據(jù)傳送。RST由‘0’至‘1’時(shí)。SCIK必須為“0”。
DS1302每次操作時(shí)，須把RST置為高電平。再把提供地址和命令信息的8位裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿串行輸入。在開始 8個(gè)時(shí)鐘周期把含有地址信息的命令字裝入移位寄存器之后。緊隨其后的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。
2.3.2串口電路
該微處理器采用AT89C52單片機(jī)作為主控芯片，在電路中單片機(jī)的P1.2控制DS1302的復(fù)位輸入端，P1．0與數(shù)據(jù)輸入／輸出引腳相連，P1．1用來作為DS1302的輸入時(shí)鐘SCLK控制端。為防止單片機(jī)復(fù)位時(shí)端口電平變化導(dǎo)致DS1302計(jì)時(shí)的不穩(wěn)定，主電源(5 V)接 VCC2，備份電池采用可充電鎘鎳電池(3．6 V)接 VCC1。
2.3.3復(fù)位電路
單片機(jī)在開關(guān)機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便中央處理器CPU及其他功能部件都RC構(gòu)成處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。AT89C52的RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)高電平有效，持續(xù)時(shí)間需要24個(gè)時(shí)鐘周期以上。
RC構(gòu)成微分電路，在接電瞬間，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度若大于2個(gè)機(jī)器周期，80C51型單片機(jī)將復(fù)位。為保證微分脈沖寬度足夠大，RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)大于2個(gè)機(jī)器周期。一般取10uF電容、8.2K歐姆電阻。
2.3.4鍵盤設(shè)置電路
（1）獨(dú)立式鍵盤
獨(dú)立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，當(dāng)某個(gè)鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的I/O口線變?yōu)榈碗娖剑?dāng)CPU查詢到為低電平的I/O口線時(shí)，就可以判別出與其對(duì)應(yīng)的鍵處于釋放狀態(tài)。
（2）設(shè)置電路介紹
設(shè)置電路的功能主要是把時(shí)間和日期設(shè)置到當(dāng)前的時(shí)間，可以在系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行。用4個(gè)獨(dú)立式按鍵完成，分別接到單片機(jī)P3口的高4位。
4個(gè)按鍵的功能設(shè)計(jì)如下：
①第1個(gè)按鈕表示是否進(jìn)行設(shè)置，按下時(shí)表示設(shè)置，并且每按一次，在顯示器上分別在年、月、日等日期時(shí)間上跳轉(zhuǎn)，表示對(duì)相應(yīng)的項(xiàng)進(jìn)行更改；
②第2個(gè)按鈕按下表示對(duì)第1個(gè)按鈕選中的項(xiàng)進(jìn)行加1操作；
③第3個(gè)按鈕按下表示對(duì)第1個(gè)按鈕選中的項(xiàng)進(jìn)行減1操作；
④第4個(gè)按鈕按下表示停止設(shè)置；
3 軟件設(shè)計(jì)程序流程圖
主程序設(shè)計(jì)
從上面主程序看出，主程序的組成是通過分別調(diào)用各子程序組成總體系統(tǒng)功 能，能很直觀的看出主程序所要完成的功能，首先是初始化各模塊，之后調(diào)用鍵 盤完成時(shí)間的調(diào)整，調(diào)用日歷子程序完成日歷時(shí)鐘的初始化和時(shí)間數(shù)據(jù)的讀寫，調(diào)用顯示子程序顯示數(shù)據(jù)，最后又轉(zhuǎn)到鍵盤程序來回循環(huán)。
初始化部分主要有初始化定時(shí)器部分和和一些寄存器、標(biāo)志位、初始化時(shí)間 等。
對(duì)定時(shí)器T0初始化時(shí)，首先置初值，CPU 開中斷，定時(shí)器 T0 開中斷，并且開始計(jì)數(shù)，而對(duì)定時(shí)器 T1 初始化時(shí)，首先置初值，定時(shí)器T1關(guān)中斷，并且停止，只有收到命令時(shí)才能產(chǎn)生中斷。
寄存器的初始化主要是初始化執(zhí)行程序時(shí)用到的部分RAM空間，防止程序執(zhí)行時(shí)帶來混亂。
標(biāo)志位初始化是對(duì)時(shí)間調(diào)整時(shí) 判斷是調(diào)分還是調(diào)時(shí)等而專設(shè)的位 標(biāo)志，初始化過程中標(biāo)志位全部置0，即開始時(shí)是處于顯示狀態(tài)，而不是調(diào)整狀態(tài)，這一點(diǎn)在程序中相當(dāng)明了
初始化時(shí)間是開機(jī)時(shí)顯示的時(shí)間，并通過調(diào)用日歷時(shí)鐘的寫程序來完成時(shí)間的置初值。
4 調(diào)試結(jié)果與討論
4.1硬件調(diào)試
4.1.1硬件調(diào)試方法
首先通過電路圖和和萬用表確認(rèn)元件型號(hào)、規(guī)格、工作狀況和安裝情況是否正確，然后在通電的情況下，執(zhí)行讀寫指令，對(duì)用戶樣機(jī)的存儲(chǔ)器、I/O端口進(jìn)行讀寫和邏輯檢查等操作，用示波器等設(shè)備觀察波形（如輸出波形、讀/寫控制信號(hào)、地址數(shù)據(jù)波形和有關(guān)控制電平），通過波形的觀察分析，發(fā)現(xiàn)和排除故障。
4.2軟件調(diào)試
軟件調(diào)試方法與選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊設(shè)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。在這里我們采用Protues仿真進(jìn)行軟件測(cè)試，將主程序的HEX文件下載到AT89C52中，點(diǎn)擊開始仿真，結(jié)果如圖所示；點(diǎn)擊四個(gè)按鍵能實(shí)現(xiàn)上述功能
4.3調(diào)試結(jié)果分析與討論
在經(jīng)過簡單的調(diào)試后，在液晶顯示屏上顯示了對(duì)應(yīng)時(shí)間并且按鍵的對(duì)應(yīng)功能都可實(shí)現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們對(duì)這次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了反思和總結(jié): 由于思路的不清晰以及相關(guān)知識(shí)的不充分，遇到了許多問題，在參考了文獻(xiàn)和和向他人請(qǐng)教后，理清思路，最終完成了這次實(shí)驗(yàn)。通過這次實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到了自己的不足也收獲了許多經(jīng)驗(yàn)，獲益匪淺。
5 主要參考文獻(xiàn)
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［6］ 王越明.電子萬年歷的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2004年
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樓下有附件
作者: 星小華 時(shí)間: 2018-5-8 00:17
可能寫的不好
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2018-5-8 00:17 上傳
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作者: ck夏 時(shí)間: 2018-5-8 10:13
謝謝分享
作者: 蛋蛋的小憂傷 時(shí)間: 2018-6-25 16:55
這個(gè)有程序嗎？
作者: 臭腳坤 時(shí)間: 2018-7-11 00:28
有程序嗎？急求
作者: qihang123 時(shí)間: 2020-3-3 13:05
太有用了，謝謝分享
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