基于单片机多功能万年历的设计与仿真毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机多功能万年历的设计与仿真毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的 MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪速 存储器 组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C51 单片机 为很多 嵌入式控制系统 提供了一种灵活性高且价廉的方案。 外形及 引脚 排列如图所示。 2． 2 DS1302 芯片 DS1302 是 美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 ～。 采用三线接口与 CPU 进行 同步通信 ，并可采用突发方式一次传送多个字节的 时钟信号 或 RAM 数据。 DS1302 内部有一个 31 8 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。 DS1302 是基于芯片 DS1202 的换代商品，但其同时能与 DS1202 芯片兼容，与一代芯片不一样的地方在于该芯片增加了新的电源引脚（主、备电源均进行了设计），后备电源还能获得电流充电的补充功能。 12864液晶显示屏 12864 是 128*64 点阵 液晶模块的点阵数简称，业界约定俗成的简称。 该点阵构成方式的经济成本 较低，适用范围广，多见于常规小型设备等的显示。 图 1 12864 液晶显示屏 图 2 12864 液晶显示屏基本参数 电容 RESPACK8 排阻（ Network Resistor），即网络电阻器（ Wirewound Resistor）。 排阻是将众多的电阻集中组合装配于一体后构成。 其中设定了一个公共的引脚可以将各个电阻的一个引脚连接在一起，电阻的另一个引脚完全正常引出。 由上可以得到排阻之间有 M 个电阻构成，那么整体包含 M+1 个引脚。 从结构上来看，排阻的最左侧是公共引脚，标示为 一个单独的色点。 排阻的特征是安装简易、占用体积小，适合电子器件。 因而在计算机、 LED、电脑主板结构以及微小家电中应用广泛。 排阻的公共端外观颜色常为黑色或者黄色，其在封装带标示为白色点状。 3 系统硬件设计 系统硬件的设计 系统硬件框图如图 3 图 3 系统硬件框图 该设计的主要特点是： ①功能多，能实现年、月、日、星期、时、分、秒、温度的直观显示，而且通过按键能够对时间进行调整。 ②耗能低，仅仅需要 3节电池组成，驱动电池工作时间较长。 ③实现闹钟定时功能，当时钟时间与设置好的闹铃时间一致时，蜂鸣 器发出闹铃音，这是按下任意按键，可终止闹铃。 本设计中的的控制核心部件是单片机 AT89C51，其工作电压值要求为 5V,该单片机能耗低，性能高，是一款经典的 CMOS 8 位单片机，片内含 8kBytes ISP(Insystem programmable)的 只读程序存储器，可以擦拭 1000 次，器件采取了 ATMEL 高密度、不易失性存储技术，同时兼容了 80C52 引脚以及相关指令系统。 本芯片内部使用了通用处理器（ 8位），微型计算机系统 AT89C51 功能强大，能够为控制应用系统提供存储支持；电路中的时钟部分由 DS1302 完成我，其特征是自带 RAM 实时时钟电路，它还可以对年、月、甚至分秒等时间单位进行计时，闰年的功能也已经设定了正确补偿。 该时钟芯片工作范围是 ～ 的使用电压。 数据传输采取了三线连接方式，能够单次发送多字节信息数据。 在芯片DS1302 以内，设置了一个存储临时文件及数据的 RAM 寄存器。 这一设置能够自动记录年月日、时秒分等功能单位信息，使用效果良好，另外该芯片自带断电保护功能，能在紧急情况下，自动保存相关数据。 而 DS18B20 则主要负责了温度控制，具备单独的接口方式，该单片机的优势在于其连接主机 时，简便易操作，仅需要单线通讯，测温范围是零下 55 至 125℃，对温度大小的检测精度为 摄氏度。 当有数个 DS18B20 时，可以同时并联接线至三线端口，并联数量的上限为8。 若数量查过 8 个则会拉低使用电压，造成传输失稳。 驱动的显示功能也需要依靠排阻完成，主要包含了显示屏（ 12864）以及驱动器（ RESPACK8），该款显示器属于工业用液晶屏，点阵显示成本经济合理，在微小型电子设备中应用广泛。 硬件电路设计 硬件电路设计主要由 AT89C51 单片机， DS1302 时钟 芯片， DS18B20 温度传感器， 13864 液晶显示屏，蜂鸣器以及 4 个独立式按键组成。 图 4 电子万年历电路原理图 上图图 4显示了万年历的原理标示图纸，主控件构成基本结构包括 AT89C51， DS1302（时钟）， RESPACK8（驱动）， 12864（液晶显示），以及扫描电路等五个重要部分。 （ 1）主控制器 AT89C51 ATMEL 公司开发的单片机型号 AT89C51 市场反应良好，利用静态设计方法（ 80C51），并采取了优异的工艺制造方式。 其特征是含程 序存储器（不易失），能耗低，性能全面，是一款通用的 8 位处理器。 重要参数是 8KB 的寄存器结构们能够实现 1000 次以上的数据擦拭，且有效保存数据时长达 10 年以上。 ● 256 字节内部 RAM； ● 电源控制模式； ● 时钟可停止和恢复； ● 空闲模式； ● 掉电模式； ● 6个中断源； ● 4个中断优先级； ● 4个 8位 I/O 口； ● 全双工增强型 TUAR ● 3个 16 位定时 /计数器： T0、 T1(标准 80C51)和增加的 T2（捕获和比较） ● 全静态工作方式： 0～ 24MHZ （ 2） 时钟电路 DS1302 DS1302 的性能特性： ● 实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行比较； ● 用于高速数据暂存的 31*8 位 RAM； ● 最少引脚的串行 I/O； ● ～ 电压工作范围； ● 时电流小于 300nA； ● 用于时钟或 RAM 数据读 /写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式； ● 简单的三线接口； ● 可选的慢速充电（至 VCC1）的能力。 在进行数据传输时，对 DS1302 需要初始化处理，具体方法是设置 RST 到高电平位置，输入 8 位地址以及命令， 保障数据在上升沿得到有效访问。 时间周期开始时，命令节需要已经移入寄存器内部，另外关于时钟周期的操作数据，以数据写入的形式实现。 时钟的单此脉冲以单字节表达，具体形式是 8+8，若脉冲为多字节时，则表现为 8+形式，最大字节数为 248 字节数。 假定，传送过程 RST 为低电平形式，那么将停止本次数据传送过程，并且输入输出引脚切换为高阻态模式。 上电前，需要保值 SCLK 低电平位置，保障 RST 置高的正常进行。 DS1302 具备对时间单位由大到小的计算，例如秒、分、时、日、周、月、年。 年度若遇闰年，时间自动实现补偿功能，该芯片的 工作电压范围是 到 伏。 本芯片内部包含了实现临时数据存储的 RAM 寄存器结构，芯片采用三线接口进行有效通讯。 DS1302是基于芯片 DS1202的换代商品，但其同时能与 DS1202芯片兼容，与一代芯片不一样的地方在于该芯片增加了新的电源引脚（主、备电源均进行了设计），后备电源还能获得电流充电的补充功能。 日期调整时，以月度时间和月末日期进行自动调节，具备准确的 闰年调整功能。 同时，时钟电路运行后，计时制式可以选择 12小时或者 24 小时两个使用周期。 该芯片 数据传输采取了三线连接方式，能够单次发送多字节信息数据。 对于主 、 备电源的电源引脚 ： VCC1 在单电源中与电池供电能够实现较低的电源，并且提供功率数据抄录记忆；若是双电池源，则需要进行主电源供电。 在该种运行手段中，将 VCC1 接到备用源，实现即使外部电源故障关也能临时实现数据的保存工作。 本芯片中的供电设定规则是引脚大者进行自动供电判定生效。 当 VCC2 超过 VCC1 约 0． 2V数值时）时，由其供电，相反当 VCC2 小于 VCC1 时，供电端切换至 VCC1。 引脚示意如下图 25 所示。 图 25 芯片 DS1302 引脚示意图 DS1302 在任何数据传送时必须先初始化，把 RST 脚置 为高电平，然后把 8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在 SCLK 的上升沿被访问到。 在开始 8 个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。 时钟脉冲的个数在单字节方式下为 8+8，在多字节方式下为 8+字节数，最大可达 248 字节数 . 如果在传送过程中置 RST 脚为低电平，则会终止本次数据传送，并且 I/O引脚变为高阻态。 上电运行时，在 VCC≥ 2． 5V 之前， RST 脚必须保持低电平。 只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。 DS1302 的控制字如图五所示。 控制字节的 最高有效位（位 7。