基于51單片機的萬年歷設計[共31頁]

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1、 單片機課程設計 題 目 基于51單片機的萬年歷設計 學生姓名 專業(yè)班級 學 號 院 （系） 指導教師 完成時間 目錄 1課程設計的目的 1 2課程設計的任務與要求 1 2.1設計任務 1 2.2設計要求 1 3單片機發(fā)展概況 1 4設計原

2、理與功能說明 4 4.1設計思想 4 4.2總體電路圖 5 4.3時鐘模塊 6 4.4液晶顯示模塊 6 4.5按鍵模塊 7 5系統(tǒng)測試 7 5.1硬件測試 7 5.2軟件測試 8 6總結(jié) 8 參考文獻 10 附錄一：總體電路原理圖 11 附錄二：主程序 12 附錄三：元器件清單 27 附錄四：實物圖 28 1課程設計的目的 1.通過制作萬年歷，可以對單片機這門課程更好的認識。 2.理論與實踐結(jié)合，提高自己的動手能力。 3.學會與合作者更好的交流學習，共同進步和提高。 4.能夠增長查閱資料的能力，視野更加開闊。

3、 5.拓展其他學科的聯(lián)系，全面發(fā)展。 6.培養(yǎng)自我發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。 2課程設計的任務與要求 2.1設計任務 1.可以去學校圖書館或者網(wǎng)上，搜集整理相關的資料，做好前期理論準備，為以后設計電路，看懂電路圖做理論支持。 2.構(gòu)想萬年歷電路圖，并且具有可行性，畫出電路圖。 3.列舉電路所需的電子元件，仔細對比所需的元件的參數(shù)，通過去電子元件經(jīng)銷商或者網(wǎng)購購買。 2.2設計要求 1.顯示年、月、日、時、分、秒。 2.可通過鍵盤自動調(diào)整時間。 3.計時精度：月誤差小于20秒。 3單片機發(fā)展概況 單片機誕生于20世紀70年代末，它的發(fā)展史大致可分為三個階段：

4、 第一階段（1976-1978）：初級單片機微處理階段。該時期的單片機具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位時序同步計數(shù)器，尋址范圍 4KB，但是沒有串行口。 第二階段（1978-1982）：高性能單片機微機處理階段，該時期的單片機具有I/O 串行端口，有多級中斷處理系統(tǒng)，15 位時序同步技術器，RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達 64KB。 第三階段（1982-至今）位單片機微處理改良型及 16 位單片機微處理階段民用電子產(chǎn)品、計算機系統(tǒng)中的部件控制器、智能儀器儀表、工業(yè)測控、網(wǎng)絡與通信的職能接口、軍工領域、辦公自動化、集散控制系統(tǒng)、并行多機處理系統(tǒng)和

5、局域網(wǎng)絡系統(tǒng)。 STC系列單片機是由STMicroelectronics 公司生產(chǎn)，并有宏晶公司做大陸代理的。本設計使用STC89C52作為控制核心，其管腳兼容其他51系列的單片機，以下對STC89C52進行簡單講解。 STC89C52單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，圖3.1是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用。現(xiàn)在對各引腳功能說明如下

6、（圖3.2）： （1）主電源引腳 Vcc ：接＋5V電源正端。 Vss ：接＋5V電源地端。 （2）輸入／輸出引腳 P.0～P0.7：P0口的8個引腳。在不接片外存儲器與不擴展I／O接口時，可作為準雙向輸入／輸出接口。在接有片外存儲器或擴展I／O接口時，P0口分時復用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 P1.0～P1.7：P1口的8個引腳。可作為準雙向I／O接口使用。對于52子系列，P1.0 與 P1.1還有第二種功能：P1.0 可用作定時器／計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入端T2。P1.1可用作定時器／計數(shù)器2的外部控制端T2EX。 P2.0～P2.7：P2口的8個引腳。可作為準雙向I／O

7、接口；有接有片外存儲器或擴展I／O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用作高8位地址總線。 P3.0～P3.7：P3口的8個引腳。除作為準雙向I／O接口使用外，還具有第二種功能 ，詳見圖3.2。 圖3.1 STC89C52單片機管腳圖 引腳 第二功能 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷0輸入） INT1（外部中斷1輸入） T0（定時器0的外部輸入） T1（定時器1的外部輸入） W

8、R（片外數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號） RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀控制信號） 圖3.2 P3口第二功能表 4設計原理與功能說明 4.1設計思想 以STC89C52單片機為核心，外接單片機復位電路，單片機晶振電路，時鐘芯片DS1302，按鍵電路，液晶顯示電路，通過控制STC89C52單片機的接口來控制時鐘芯片DS1302模塊，按鍵電路，液晶顯示模塊，使液晶能顯示陽歷年、月、日、星期相應的農(nóng)歷時間?！　? 液晶顯示電路 DS1302時鐘電路 STC89C52 單片機 晶振電路 按鍵電路 復位電路 圖4-1 硬件系統(tǒng)設計框架 4.2總體電路

9、圖 圖4-2 總電路圖 4.3時鐘模塊 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318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。 圖4-3 時鐘電路圖 4.4液晶顯示模塊 本系統(tǒng)選擇的LCD是AMPIRE12864的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。單片機P1口作為數(shù)據(jù)輸出口，RS，R\W，E分別通過10K的上拉電阻連接到單

10、片機的P0.0，P0.1,P0.2。VDD接5V電源，VSS接地。VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。DB0-DB7為雙向數(shù)據(jù)總線，同時最高位DB7也是忙信號檢測位。BLA、BLK分別為顯示器背光燈的正、負極。 圖4-4 液晶顯示電路圖 4.5按鍵模塊 本系統(tǒng)使用5個button元

11、件分別設置為增加鍵、減小鍵、退出鍵、設置/OK鍵。4個按鍵與一個4個驅(qū)動電阻相連，作為整個按鍵控制功能系統(tǒng)，以觸發(fā)AT89C52中斷為方式使用設置功能。 圖4-5 按鍵電路圖 5系統(tǒng)測試 5.1硬件測試 在調(diào)試硬件時遇到過很多問題，但只要細心、認真檢查這些問題都是可以避免的，主要問題及解決辦法現(xiàn)列如下： 認真檢查電路是否有短路的地方，線與線之間，管腳刺破鄰近的漆包線之間是否連接在一起，有的話要用刀劃開，或者重新焊接。 檢查完畢后接通電源后LCD1602沒有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬用表檢測電路是否正常連接，在檢查回路時發(fā)現(xiàn)有的點之間看似連接，但由于虛焊導致其并無電氣連接，

12、只能對焊腳進行在加工直到解決問題。 5.2軟件測試 由于本系統(tǒng)涉及到多個子程序，多個芯片的編程。首先必須對可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時鐘輸入端，需要晶振支持。對芯片的讀寫都需要在相應的觸發(fā)沿到來時才能進行。由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個口線傳輸，在處理采集的模擬信號時需要一定的時間，會對延時有較高要求。所以在調(diào)用溫度子程序時，先關閉定時器1中斷允許，在溫度子程序反回時再打開定時器1中斷允許。 6總結(jié) 在這幾天的單片機課程設計中，老師先給我們介紹各種電子原件，讓我們了解了各種原件的不同以及注意事項，這次課程不僅僅讓我們動了手動了腦，更讓我們體

13、會到了理論與實踐相結(jié)合的重要性，使我又不得不承認理論的重要，我們必須打好基礎。在實驗設計的過程中，讓我們體會到以前從來沒有過的動手能力，以及新穎的思維方式，讓我從中獲益非淺。實驗過程中，剛開始就參看電路指導書，畫出了多電路圖，進行了仿真，但是由于實驗元件選擇的不恰當，是的電燈不能依次閃爍，許但最后用萬用表才得以發(fā)現(xiàn)問題的所在，并在老師的指導下，終于完成了實驗設計，雖然道路艱難，但我們卻也樂在其中，既鍛煉了動手能力，有培養(yǎng)了動腦能力，更加利于我們在社會上工作。 經(jīng)過我們組員三天的不懈努力，終于成功完成了萬年歷的設計，完成了任務給出的所有要求,期間遇到了很多問題，相關資料的搜集、整理，編寫、調(diào)試

14、程序的時候所出現(xiàn)的錯誤，硬件電路的選擇、連接。例如：液晶屏時間顯示出現(xiàn)了錯誤即亂碼現(xiàn)象，我們通過查找書籍和上網(wǎng)搜索的形式知道了問題所在，與延時程序有關，修改了延時程序之后問題得到了解決。在畫原理圖的時候，剛開始每個原件是用線連接的，但是后來發(fā)現(xiàn)越連越多，越連越亂，可視性太差了，很容易連錯線，而且一旦出現(xiàn)錯誤，很難檢查出錯誤，所以我們換了一種更好的方法，對其進行標號處理，從而使得原理圖更加的簡潔、直觀，而且操作起來很方便。最終還是解決了這個難題，諸如此類的錯誤在本次設計中有不少，但是通過我們組員之間的通力合作與不懈努力終于克服了這些困難，本次實訓不僅鞏固了我們所學的知識，而且學到了很多課本之外的

15、東西，真正做到了學以致用，加強了邏輯思維能力，對我們大學生來說試一次很好的經(jīng)歷，同時也讓我們深刻體會到了團結(jié)合作的重要性，組員之間合理分工，更加高效、迅速。另外對于了解較少的知識，我們不要氣餒，我們可以通過上網(wǎng)查閱、到圖書館借書瀏覽等方式了解學習，一定要相信自己，要持之以恒，這次經(jīng)歷加強了我們分析問題、解決問題的能力，為我們以后的工作學習打下堅實的基礎。本次設計中同學之間明確分工，互相幫助，才有了本次設計的圓滿成功。 參考文獻 [1] 何立民. MCS-51單片機應用系統(tǒng)設計（系統(tǒng)配置與接口技術）.北京：北京航空航天大學出版社，2003. [2] 周立功. 單

16、片機實驗與實踐教程（三）.北京航空航天大學出版社，2006. [3] 譚浩強. C語言程序設計.北京:清華大學出版社,2006. [4] 付家才. 單片機實驗與實踐.北京：高等教育出版社，2006. [5]淡海英. 關于單片機控制的數(shù)字萬年歷設計[J]. 電子制作,2014. [6]魯廣英. 基于單片機電子萬年歷的設計與實現(xiàn)[J]. 硅谷,2010. 附錄一：總體電路原理圖 總體電路原理圖 附錄二：主程序 #includ

17、e"lcd.h" /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : Lcd1602_Delay1ms * 函數(shù)功能 : 延時函數(shù)，延時1ms * 輸 入 : c * 輸 出 : 無 * 說 名 : 該函數(shù)是在12MHZ晶振下，12分頻單片機的延時。 *******************************************************

18、************************/ void Lcd1602_Delay1ms(uint c) //誤差 0us { uchar a,b; for (; c>0; c--) { for (b=199;b>0;b--) { for(a=1;a>0;a--); } } } /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : LcdWr

19、iteCom * 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個字節(jié)的命令 * 輸 入 : com * 輸 出 : 無 *******************************************************************************/ #ifndef LCD1602_4PINS //當沒有定義這個LCD1602_4PINS時 void LcdWriteCom(uchar com) //寫入命令 { LCD1602_E = 0; //使能 LCD1602_RS = 0;

20、//選擇發(fā)送命令 LCD1602_RW = 0; //選擇寫入 LCD1602_DATAPINS = com; //放入命令 Lcd1602_Delay1ms(1); //等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定 LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5); //保持時間 LCD1602_E = 0; } #else void LcdWriteCom(uchar com) //寫入命令 { LCD1602_E = 0; //使能清零 LCD1602_RS = 0; //選擇寫入命令

21、 LCD1602_RW = 0; //選擇寫入 LCD1602_DATAPINS = com; //由于4位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改 Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5); LCD1602_E = 0; // Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_DATAPINS = com << 4; //發(fā)送低四位 Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602

22、_Delay1ms(5); LCD1602_E = 0; } #endif /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : LcdWriteData * 函數(shù)功能 : 向LCD寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù) * 輸 入 : dat * 輸 出 : 無 *********************************************************************

23、**********/ #ifndef LCD1602_4PINS void LcdWriteData(uchar dat) //寫入數(shù)據(jù) { LCD1602_E = 0; //使能清零 LCD1602_RS = 1; //選擇輸入數(shù)據(jù) LCD1602_RW = 0; //選擇寫入 LCD1602_DATAPINS = dat; //寫入數(shù)據(jù) Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5); //保持時間 LCD1602_E = 0;

24、} #else void LcdWriteData(uchar dat) //寫入數(shù)據(jù) { LCD1602_E = 0; //使能清零 LCD1602_RS = 1; //選擇寫入數(shù)據(jù) LCD1602_RW = 0; //選擇寫入 LCD1602_DATAPINS = dat; //由于4位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改 Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5); LCD1602_E = 0; LCD1602_DATAP

25、INS = dat << 4; //寫入低四位 Lcd1602_Delay1ms(1); LCD1602_E = 1; //寫入時序 Lcd1602_Delay1ms(5); LCD1602_E = 0; } #endif /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : LcdInit() * 函數(shù)功能 : 初始化LCD屏 * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 ****

26、***************************************************************************/ #ifndef LCD1602_4PINS void LcdInit() //LCD初始化子程序 { LcdWriteCom(0x38); //開顯示 LcdWriteCom(0x0c); //開顯示不顯示光標 LcdWriteCom(0x06); //寫一個指針加1 LcdWriteCom(0x01); //清屏 LcdWriteCom(0x80); //設置數(shù)據(jù)指針起點 }

27、 #else void LcdInit() //LCD初始化子程序 { LcdWriteCom(0x32); //將8位總線轉(zhuǎn)為4位總線 LcdWriteCom(0x28); //在四位線下的初始化 LcdWriteCom(0x0c); //開顯示不顯示光標 LcdWriteCom(0x06); //寫一個指針加1 LcdWriteCom(0x01); //清屏 LcdWriteCom(0x80); //設置數(shù)據(jù)指針起點 } #endif /**********************************************

28、********************************* * 實驗名 : 定時器實驗 * 使用的IO : * 實驗效果 :1602顯示時鐘，按K3進入時鐘設置，按K1選擇設置的時分秒，按K2選擇 *選擇設置加1。 * 注意 ： *******************************************************************************/ #include #include"lcd.h" sbit K1=P3^6; sbit K4=P3^4; sbi

29、t K3=P3^5; sbit K2=P3^3; unsigned char Time; //用來計時間的值 void Delay1ms(unsigned int c); void TimerConfiguration(); void Int0Configuration(); unsigned char SetPlace; /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : main * 函數(shù)功能 : 主

30、函數(shù) * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 *******************************************************************************/ void main(void) { unsigned char hour,minit,second; unsigned int i; TimerConfiguration(); Int0Configuration(); LcdInit(); hour=12; LcdWriteData(0+hour/10);

31、 LcdWriteData(0+hour%10); LcdWriteData(-); LcdWriteData(0+minit/10); LcdWriteData(0+minit%10); LcdWriteData(-); LcdWriteData(0+second/10); LcdWriteData(0+second%10); while(1) { if(TR0==0) { if(K1==0) //檢測按鍵K2是否按下 { Delay1ms(10); //消除抖動 if(K1==0) {

32、 SetPlace++; if(SetPlace>=3) SetPlace=0; } while((i<50)&&(K1==0)) //檢測按鍵是否松開 { Delay1ms(1); i++; } i=0; } if(K2==0) //檢測按鍵K3是否按下 { Delay1ms(10); //消除抖動 if(K2==0) { if(SetPlace==0) { second++;

33、 if(second>=60) second=0; } else if(SetPlace==1) { minit++; if(minit>=60) minit=0; } else { hour++; if(hour>=24) hour=0; } } while((i<50)&&(K2==0)) //檢測按鍵是否松開 { Delay1ms(1);

34、 i++; } i=0; } } if(Time>=20) //一秒鐘來到改變數(shù)值 { Time=0; second++; if(second==60) { second=0; minit++; if(minit==60) { minit=0; hour++; if(hour==24) { hour=0; } } } } //--顯示

35、時鐘--// LcdWriteCom(0x80); LcdWriteData(0+hour/10); LcdWriteData(0+hour%10); LcdWriteCom(0x83); LcdWriteData(0+minit/10); LcdWriteData(0+minit%10); LcdWriteCom(0x86); LcdWriteData(0+second/10); LcdWriteData(0+second%10); } } /*************************************

36、****************************************** * 函 數(shù) 名 : Delay1ms() * 函數(shù)功能 : 延時1ms * 輸 入 : c * 輸 出 : 無 *******************************************************************************/ void Delay1ms(unsigned int c) //誤差 0us { unsigned char a,b; for (; c>0;

37、 c--) { for(b=199;b>0;b--) { for(a=1;a>0;a--); } } } /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : TimerConfiguration() * 函數(shù)功能 : 配置定時器值 * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 ***********************

38、********************************************************/ void TimerConfiguration() { TMOD = 0x01; //選擇工作方式1 TH0 = 0x3C; //設置初始值 TL0 = 0x0B0; EA = 1; //打開總中斷 ET0 = 1; //打開定時器0中斷 TR0 = 1; //啟動定時器0 } /***************************************************

39、**************************** * 函 數(shù) 名 : Timer0() * 函數(shù)功能 : 定時器0中斷函數(shù) * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 *******************************************************************************/ void Timer0() interrupt 1 { TH0 = 0x3C; //設置初始值 TL0 = 0x0B0; Time++; }

40、 /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : Int0Configuration() * 函數(shù)功能 : 配置外部中斷0 * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 *******************************************************************************/ void Int0Configuration(

41、) { //設置INT0 IT0=1;//跳變沿出發(fā)方式（下降沿） EX0=1;//打開INT0的中斷允許。 EA=1;//打開總中斷 } /******************************************************************************* * 函 數(shù) 名 : Int0() interrupt 0 * 函數(shù)功能 : 外部中斷0的中斷函數(shù) * 輸 入 : 無 * 輸 出 : 無 *****************************

42、**************************************************/ void Int0() interrupt 0 { Delay1ms(10); if(K3==0) { TR0=~TR0; SetPlace=0; } 附錄三：元器件清單 名稱 規(guī)格 數(shù)量 單片機 STC89C52 1 液晶顯示屏 LCD1602 1 時鐘芯片 DS1302 1 開關按鈕 4 晶振管 12MHZ 1 晶振管 36MHZ 1 電阻 1KΩ 1 電容 22PF 2 電容 0.1μF 1 電容 10μF 1 電位器 1 附錄四：實物圖 28