基于89C51设计的电子万年历文档格式.docx
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全静态工作:
OHz-24MHz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
2个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
(2)管脚说明
AT89C51
AT89C51共有40个引脚,引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口左边那列逆时针数起,依次为1、2、3、4.。
。
40,其中芯片的1引脚上有一个凹点。
在单片机的40个引脚中,电源引脚2根,外接晶体振荡器引脚2根,控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。
1)、主电源引脚(2根)
Vcc:
电源输入,接+5V电源
GND:
接地线
2)、外接晶振引脚(2根)
XTAL1:
片内晶振电路的输入端
XTAL2:
片内晶振电路的输出端
3)、控制引脚(4根)
RST/VPP:
复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电频将使单片机复位
ALE/PROG:
地址锁存允许信号
EA/VPP:
程序存储器的内外部选通,接地电平从外部程序存储器读指令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令
4)、可编程输入/输出引脚(32根)
AT89C51单片机有4组8位可编程I/O口,分别为P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根、每一根引脚都可以编程,比如用来控制电机、交通灯等,开发产品就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。
P0口:
8位双向I/O口线,名称为P0.0~P0.7
P1口:
8位准双向I/O口线,名称为P1.0~P1.7
P2口:
8位准双向I/O口线,名称为P2.0~P2.7
P3口:
8位准双向I/O口线,名称为P3.0~P3.7
2.DS1302的工作原理
(1)时钟芯片DS1302的工作原理:
DS1302是DALLS公司推出的涓流充电时钟芯片,内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,可以通过串行接口与单片机进行通信。
实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息,每个月的天数和闰年的天数可自动调整,时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。
DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信吗,仅需三根I/O线:
复位(RST)、I/O数据线、串行时钟(SCLK)。
时钟/RAM的读/写时数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。
DS1302工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时,功耗小于1mw
DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化,需要将复位引脚(RST)置位高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。
数据在时钟(SCLK)的上升沿串行输入,前8位指令访问地址,命令装入移位寄存器后,在之后的时钟周期,读操作时输出数据,写操作时输出数据。
时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8(8位地址+8位数据),再多字节方式下为8加最多可达248的数据。
(2)DS1302的控制字节
DS1302控制字节的高有效位(位7)必须是逻辑1,如果它为0;
则不能把数据写入DS1302中,位6如果为0,则表示存取日历时钟数据,位1表示存取RAM数据;
位5至位1指示操作单元的地址;
最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作,位1表示要进行读操作,控制字节总是从最低位开始输出。
(3)数据输入输出(I/O)
在控制指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时,数据被写入DS1302,数据输入从低位即位0开始。
、同样,在紧跟8位控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据,读出数据时从低位0到高位7。
(4)DS1302的寄存器和控制器
对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作,DS1302有12个寄存器,其中有七个寄存器与日历、时钟相关,存放的数据位为BCD码形式。
此外,DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。
时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。
DS1302与RAM相关的寄存器分为两类:
一类是单个RAM单元,共31个,每个单元组态为一个8位字节,其命令控制字为C0H~FDH,其中奇数为读操作,偶数为写操作;
另一类为突发方式下的RAM寄存器,此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节,命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
DS1302含充电电路,可以对作为后备电源的可充电电池充电,并可选择充电使能和串入的二级管数目,以调节电池充电电压。
3.LCD的工作原理
LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水分子改变方向,将光线折射出来产生画面,比CRT要好的多,但是价格较其贵。
1)、LCD的特点
低压微功耗
平板型结构
被动显示(无眩光,不刺激人眼,不会引起眼睛疲劳)
显示信息量大(因为像素可以做得很小)
易于彩色化(在色谱上可以非常准确的复现)
无电磁辐射(对人体安全,利于信息保密)
长寿命(这种器件几乎没什么劣化问题,因此寿命极长,但是液晶背光寿命有限,不过背光部分可以更换)
2)、1602的管脚功能
PINASSIGNMENT
PIN
SYMBOL
FUNCTION
I
VSS
PowerSupply(ov)
2
VDD
PowerSupply(+5v)
3
Vo
ContrastAjust
4
RS
Date/InstructionRegisterSelect
5
R/W
Read/Write
6
E
EnableSignal
7~14
DBO~DB7
DatabusLine
15
A
PowerSupplyforLEDBL(+)
16
K
PowerSupplyforLEDBL(-)
第三章系统主要功能介绍
对此次作品中方案选定:
采用AT89C51作为主控制系统,DS1302提供时钟,LCD液晶显视屏作为显示。
单片机:
采用89C51芯片作为硬件核心,采用flashROM,内部具有4K存储空间,能3V超低压工作,而且与MCS—51系列单片机完全兼容。
单片机算数运算功能强,软件编程灵活,自由度大,可用编程软件实现各种算法和逻辑控制,并且由于低功耗,体积小,技术成熟和成本等优点,在各个领域应用广泛,但应用于电路设计时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
显示屏:
采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大。
可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见具有轻薄短小,低耗电量,无辐射,平面直角显示,以及硬性稳定不闪烁等优势,可视面积大,画面效果好,分辨率高,抗干扰能力强等特点。
但由于液晶是以点阵的模式显示各种符号,需要利用各种芯片,创建字符库,编程工作量大,控制器的资源占用较多,成本也偏高,在使用时不能有静电干扰,否则易烧坏液晶的显示芯片,不易维护。
时钟芯片:
采用DS1302芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高性能的电.5V-5.5V范围内,2.5V时耗电小于300mA。
阻芯片,可自动对时,分,秒,年,月,日,周进行计数,而且精度高,低位的RAM作为数区,工作电压2
键盘模块:
在对日期和时间进行切换,对日期和时间进行校准过程中,系统需要产生激励电流,因此需要用按键。
矩阵式键盘是指有横线和列线组成,按键位于行列的交叉点上,行线列线分别连接到按键开关的两端。
其特点是简单却不增加成本,这种键盘适合按键数较多的场合。
第四章系统设计时遇见的问题解决办法
按键开关去斗问题:
按下键松开键
前沿抖动键盘稳定后沿抖动
按键未按下时,A点电位为高电平+5V;
但键按下时,A点电位为低电平。
A点电位即用于向CPU传递按键的开关状态,但由于按键的结构为机械性弹性开关,在按键按下和断开时,触电在闭合和断开瞬间还会接触不稳定,引起A点电平不稳定。
如图所示,键盘的抖动时间一般为5-10ms,抖动现象会引起CPU对一次键操作进行多次处理,从而可能产生错误。
因此必须设法消除抖动的不良后果。
第五章系统设计原理图和PCB图
电路图及PCB图如图所示:
图A
图B
图C
图D
图E
图F
电路图说明:
此图为母图由4个模块组成
此图为开关模块,由3*4的矩阵键盘组成。
前两行从左到右依次是时分秒年月日的加,后两行从左到右依次是时分秒年月日的减。
此图为时钟模块,X1、X2是振荡源,外接32.768Hz晶振,RST是复位片选线,通过把RST输入驱动置高平来启动所有的数据传送,RST输入具有两种功能:
首先,RST接通控制逻辑,允许地址/命令序列进入移位寄存器;
其次,RST提供终止单字节或多字节的传输手段。
当RST为高电平时,所有的数据传输被初始化,允许对DS1302进行操作。
如果在传送的过程中,RST为低电平,则会终止此数据的传送,I/O引脚变为高阻态。
此模块为时钟电路的核心,由89c51单片机以及复位电路组成。
控制电子时钟的运行。
图
E
此图为显示模块,负责显示系统输出的时间。
是此电路中最重要的输出设备。
F
此图为导入数据后的PCB敷铜图
使用元器件一览表:
器件序
器件名称
个数
1
89C51单片机
1个
2
12Mhz晶振
3
30pf电容
2个
4
LCD1602
5
A103G排阻
6
开关
14个
7
DS1302时钟芯片
8
32.768Khz晶振
9
22uf电容
10
760欧电阻
11
10千欧电阻
12
导线
若干
第六章设计心得
郭伟杰:
两周的课程设计已接近尾声,回顾这两周短暂的经历,认为自己在51单片机理论知识与时钟芯片.显示器的工作过程方面有了更深层次的理解。
这次的课程设计应该算是在之前所做的设计中最成功的一次。
这主要是通过我们小组查阅资料,讨论,调试验收的成功实现。
再刚找到题目是,着实有些恨自己所学知识太少的心情,所以提前借了一些关于单片机外围接口设计电路的资料,查看单片机的工作原理与应用,同时也上网查阅了相关的芯片功能说明与电路设计。
综合了
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- 关 键 词:
- 基于 89 C51 设计 电子 万年历