单片机课程设计—万年历.doc

郑州轻工业学院
软件学院
单片机与接口技术课程设计总结报告
设计题目: 电子万年历
学生姓名:
系别:
专业:
班级:
学号:
指导教师:
2011年12月16日
设计题目:
电子万年历
设计任务与要求:
1、显示年月日时分秒及星期信息
2、具有可调整日期和时间功能
3、增加闰年计算功能
方案比较:
方案一:系统分为主控制器模块、显示模块、按键开关模块,主控制模块采用AT89C52单片机为控制中心,显示模块采用普通的共阴LED数码管,键输入采用中断实现功能调整,计时使用AT89C52单片机自带的定时器功能,实现对时间、日期的操作,通过按键盘开关实现对时间、日期的调整。
方案二:系统分为主控模块、时钟电路模块、按键扫描模块,LCD显示模块,电源电路、复位电路、晶振电路等模块。主控模块采用AT89C52单片机,按键模块用四个按键,用于调整时间,显示模块采用LCD1602,时钟电路模块采用DS1302时钟芯片实现对时间、日期的操作。
两个方案工作原理大致相同,只有显示模块和时钟电路不同。LED数码管价格适中,对于数字显示效果较好,而且使用单片机的端口也较少; LCD1602液晶显示屏,显示功能强大,可以显示大量文字、图形,显示多样性,清晰可见,价格相对LED数码管来说要昂贵些,但是基于本设计显示的东西较多,若采用LED数码管的话,所需数码管较多,而且不利于控制,因此选择LCD1602作为显示模块。DS1302是一款高性能的实时时钟芯片,以计时准确、接口简单、使用方便、工作电压范围宽和低功耗等优点,得到广泛的应用,实时时钟有秒、分、时、星期、日、月和年,月小于31天时可以自动调整,并具有闰年补偿功能,而且在掉电时能够在外部纽扣电池的供电下继续工作。单片机有定时器的功能,但时间误差较大,且需要编写时钟程序,因此采用DS1302作为时钟电路。
对比以上方案,结合设计技术指标与要求我们选择了方案二进行设计。
逻辑总框图:
该电子万年历的总体设计框图如图(1)所示。
设计所需的元件:
元件名称型号数量/个
单片机 AT89C52 1
时钟芯片 DS1302 1
晶振 12MHz 1
晶振 1
电容 30pF 2
电容 22uF 1
按键开关 4
电阻 10K 9
滑动变阻器 1K 1
电池 4
LCD LCD1602 1
+5V 1
导线若干
单元电路设计:
1、主控制系统
单片机中央处理系统的方案设计,选用AT89C52单片机作为中央处理器,如图(2)所示。该单片机除了拥有MCS-51系列单片机的所有优点外,内部还具有8K的在系统可编程FLASH存储器,低功耗的空闲和掉电模式,极大的降低了电路的功耗,还包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件,其硬件能符合整个控制系统的要求,不需要外接其他存储器芯片和定时器件,方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑,抗干扰能力强,性价比高。
2、时钟振荡电路
时钟振荡电路图(3)所示,时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号,电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成,并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处,使单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。电路中两个电容C1、C2的作用使电路快速起振,提高电路的运行速度。

图(3) 时钟振荡电路图图(4) 复位电路
3、复位电路
复位电路由电阻和极性电容组成,如图(4)所示,通过高电平使单片机复位,在时钟电路开始工作后,当高电平的时间超过大约2us时,即可实现复位。此复位电路为上电复位,较为简单。若改进可以添加手动复位的功能,上电复位发生在开机加电时,由系统自动完成,手动复位通过一个按键来实现,在程序运行时,若遇到死机,死循环或程序“跑飞”等情况,通过手动复位就可以实现重新启动的操作。手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。之间接一个按钮和一个电阻。
4、DS1302时钟电路
时钟电路主要由时钟芯片DS1302、备用电池、晶振等几部分组成,如图(6)所示。DS1302采用3线串行接口,占用引脚少,内部集成了可编程日历时钟,用户可以根据需要通过单片机的控制来自行设置,支持双电源供电,可以使用外部主电源和备用电源,备份电源能够使时钟芯片继续工作。

图(5) DS1302管脚图图(6) DS1302时钟电路
DS1302各引脚的功能为:
8: Vcc1:备用电池端;
1: Vcc2:5V电源。2>Vcc1+,2向DS1302供电,2< Vcc1时