单片机课程设计万年历.docx
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单片机课程设计万年历.docx
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单片机课程设计万年历
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:
采用TA89C51芯片作为硬件核心,采用FlashROM,内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备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。
采用LED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,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏.
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AT89C51单片机作为中央处理器,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,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。
一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮和一个电阻。
6、显示电路
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。
显示电路采用LCD1602液晶显示,如图(10)所示,图中只画出了其相应的接口,3脚用于调节LCD1602的背光,4、5、6为LCD1602的控制口,用于控制其写入或是读出指令,7至14脚为LCD1602的数据口,将数传送到LCD1602中。
图LCD1602显示
流程图与软件设计:
1、程序流程图
主程序首先初始化定时器、LCD1602及DS1302,然后就开始查询按键,有键按下则开始调整时间和日期,若没有按下,则执行下面的时间、日期的显示,最后依次循环这些相同的操作,相应流程图如图(11)所示:
图(12)程序流程图
按键的检测是通过中断的办法来实现,利用按键进行间调整。
K1按下则开始设置时间及日期,同时在第一行最右端显示被选择的对象,第一次按下K1时,设置年份,若按下K3,则是减1操作,按下K2是加1操作,设置好年后,第二次按下K1时,则是设置月份,按K3减,按K2则加1,依次循环下去,则可以将时间和日期设置完毕,K4是确定键,设置好按下即可保存设置了。
2、软件设计
软件总设计:
主程序首先对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时/计数器模式,置位总中断允许位EA,并对键盘端口置位,再对LCD1602初始化,DS1302初始化。
接着扫描键盘,在键盘程序里面是对时间、日期及闹钟的调整,最下面是时间的显示。
软件程序编写:
软件程序编写的好坏直接影响着系统运行情况的良好。
因本程序涉及的模块较多,所以程序编写也采用模块化设计,C语言具有编写灵活、移植方便、便于模块化设计的特点,所以本系统的软件采用C51编写。
具体程序见附件一:
程序
整体电路与仿真结果分析:
电子万年历硬件电路图及仿真,系统由AT89C52单片机,按键扫描电路、显示电路、时钟电路、晶振电路、复位电路及电源指示电路。
仿真正确显示了时间,在LCD1602中正确显示了当前日期、时间,通过按按键K1,就可以开始设置时间,依次按K1依次在年、月、日、时、分之间切换,,按K2键用于加1操作,K3键用于减1操作,K4是确定按钮。
仿真正确显示了时间和日期,符合设计的要求。
附实验源程序:
#include
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitIO=P1^0;//DS1302数据线
sbitSCLK=P1^1;//DS130时钟线
sbitRST=P1^2;//DS1302复位线
sbitRS=P2^0;//LCD数据/命令选择端
sbitRW=P2^1;//LCD读/写控制
sbitEN=P2^2;//LCD使能端
sbitK1=P3^4;//选择
sbitK2=P3^5;//加
sbitK3=P3^6;//减
sbitK4=P3^7;//确定
uchartCount=0;
ucharMonthsDays[]={0,31,0,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
uchar*WEEK[]={"SUN","MON","TUS","WEN","THU","FRI","SAT"};
ucharLCD_DSY_BUFFER1[]={"DATE00-00-00"};//显示格式
ucharLCD_DSY_BUFFER2[]={"TIME00:
00:
00"};
ucharDateTime[7];//所读取的日期时间
charAdjust_Index=-1;//当前调节的时间对象:
,,分,是,日,月,年(1,2,3,4,6)
ucharChange_Flag[]="-MHDM-Y";//(分,时,日,月,年)(不调节秒与周)
/*---------延时程序------------------*/
voidDelayMS(uintms)
{
uchari;
while(ms--){for(i=0;i<120;i++);}
}//-----------向DS1302写入一字节------------------//
voidWrite_A_Byte_TO_DS1302(ucharx)
{uchari;
for(i=0;i<8;i++){
IO=x&0x01;//每一位与1与存入IO中
SCLK=1;SCLK=0;//一个高脉冲将数据送入液晶控制器
x>>=1;//右移
}
}//-----------从DS1302读取一字节------------------//
ucharGet_A_Byte_FROM_DS1302()
{uchari,b=0x00;
for(i=0;i<8;i++){
b|=_crol_((uchar)IO,i);
SCLK=1;SCLK=0;//每一个高脉冲读取一位数据
}
returnb/16*10+b%16;//返回BCD码
}//-----------从DS1302指定位置读数据------------------//
ucharRead_Data(ucharaddr)
{
uchardat;
RST=0;SCLK=0;RST=1;//RST高电平时读/写
Write_A_Byte_TO_DS1302(addr);//先写入地址
dat=Get_A_Byte_FROM_DS1302();
SCLK=1;RST=0;
returndat;
}//---------向DS1302某地址写入数据--------------------//
voidWrite_DS1302(ucharaddr,uchardat)
{SCLK=0;RST=1;
Write_A_Byte_TO_DS1302(addr);
Write_A_Byte_TO_DS1302(dat);
SCLK=0;RST=0;//高脉冲写入数据
}//--------------设置时间----------------//
voidSET_DS1302()
{uchari;//写控制字,取消写保护
Write_DS1302(0x8E,0x00);//分时日月年依次写入
for(i=1;i<7;i++)
{//分的起始地址10000010(0x82),后面依次是时,日,月,周,年,写入地址每次递增2
Write_DS1302(0x80+2*i,(DateTime[i]/10<<4)|(DateTime[i]%10));
}
Write_DS1302(0x8E,0x80);//加保护
}//----------读取当前日期时间------------//
voidGetTime()
{uchari;
for(i=0;i<7;i++){DateTime[i]=Read_Data(0X81+2*i);}
}//-----------读LCD状态------------------//
ucharRead_LCD_State()
{ucharstate;
RS=0;RW=1;EN=1;//输出:
D0~D7=状态字
DelayMS
(1);
state=P0;//从P0口读LCD状态
EN=0;DelayMS
(1);
returnstate;
}//-----------忙等待------------------//
voidLCD_Busy_Wait()
{
while((Read_LCD_State()&0x80)==0x80);
DelayMS(5);
}//-----------向LCD写数据------------------//
voidWrite_LCD_Data(uchardat)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=1;EN=0;RW=0;//写数据,EN为高脉冲,
P0=dat;EN=1;DelayMS
(1);EN=0;
}//-------------写LCD指令-------------------//
voidWrite_LCD_Command(ucharcmd)
{
LCD_Busy_Wait();
RS=0;EN=0;RW=0;//写指令,EN高脉冲,输出:
D0~D7=数据
P0=cmd;EN=1;DelayMS
(1);EN=0;
}//-------------LCD初始化-------------------//
voidInit_LCD()
{
Write_LCD_Command(0x38);//设置16*2显示,5*7点阵,8位数据接口
DelayMS
(1);
Write_LCD_Command(0x01);//显示清零,数据指针清零
DelayMS
(1);
Write_LCD_Command(0x06);//写一个字符后地址指针自动加1
DelayMS
(1);
Write_LCD_Command(0x0c);//设置开显示,不显示光标
DelayMS
(1);
}//设置液晶显示位置
voidSet_LCD_POS(ucharp){
Write_LCD_Command(p|0x80);//相当于在0x80基础上加入位置量
}//----在LCD上显示字符串---------//
voidDisplay_LCD_String(ucharp,uchar*s)
{uchari;
Set_LCD_POS(p);
for(i=0;i<16;i++)
{
Write_LCD_Data(s[i]);//在固定位置显示时间日期
DelayMS
(1);
}
}//---------日期与时间值转换为数字字符----------------//
voidFormat_DateTime(uchard,uchar*a)
{
a[0]=d/10+'0';
a[1]=d%10+'0';
}//判断是否为闰年
ucharisLeapYear(uinty)
{return(y%4==0&&y%100!
=0)||(y%400==0);}
voidRefreshWeekDay()
{uinti,d,w=5;//已知1999.12.31是周五
for(i=2000;i<2000+DateTime[6];i++)
{
d=isLeapYear(i)?
366:
365;
w=(w+d)%7;
}
d=0;
for(i=1;i {d+=MonthsDays[i];} d+=DateTime[3]; //保存星期,0~6表示星期日,星期一,二,...,六,为了与DS1302的星期格式匹配,返回值需要加1 DateTime[5]=(w+d)%7+1; } //*****年月日时分++/--********// voidDateTime_Adjust(charx) {switch(Adjust_Index) { case6: //年00-99 if(x==1&&DateTime[6]<99)DateTime[6]++; if(x==-1&&DateTime[6]>0)DateTime[6]--; //获取2月天数 MonthsDays[2]=isLeapYear(2000+DateTime[6])? 29: 28; //如果年份变化后当前月份的天数大于上限则设为上限 if(DateTime[3]>MonthsDays[DateTime[4]]) {DateTime[3]=MonthsDays[DateTime[4]];} RefreshWeekDay();//刷新星期 break; case4: //月01-12 if(x==1&&DateTime[4]<12)DateTime[4]++; if(x==-1&&DateTime[4]>1)DateTime[4]--; MonthsDays[2]=isLeapYear(2000+DateTime[6])? 29: 28; if(DateTime[3]>MonthsDays[DateTime[4]]) {DateTime[3]=MonthsDays[DateTime[4]];} RefreshWeekDay(); break; case3: //日00-28、29、30、31,调节之前首先根据年份得出该年中断二月天数 MonthsDays[2]=isLeapYear(2000+DateTime[6])? 29: 28; //根据当前月份决定调节日期的上限 if(x==1&&DateTime[3] if(x==-1&&DateTime[3]>0)DateTime[3]--; RefreshWeekDay(); break; case2: //时 if(x==1&&DateTime[2]<23)DateTime[2]++; if(x==-1&&DateTime[2]>0)DateTime[2]--; break; case1: //分 if(x==1&&DateTime[1]<59)DateTime[1]++; if(x==-1&&DateTime[1]>0)DateTime[1]--; break; } }//---定时器0每秒刷新LCD显示----// voidT0_INT()interrupt1 { TH0=-50000/256; TL0=-50000%256; if(++tCount! =2)return; tCount=0;//按指定格式生成待显示的日期时间串 Format_DateTime(DateTime[6],LCD_DSY_BUFFER1+5); Format_DateTime(DateTime[4],LCD_DSY_BUFFER1+8); Format_DateTime(DateTime[3],LCD_DSY_BUFFER1+11);//星期 strcpy(LCD_DSY_BUFFER1+13,WEEK[DateTime[5]-1]);//时分秒 Format_DateTime(DateTime[2],LCD_DSY_BUFFER2+5); Format_DateTime(DateTime[1],LCD_DSY_BUFFER2+8); Format_DateTime(DateTime[0],LCD_DSY_BUFFER2+11); //显示年月日,星期,时分秒 Display_LCD_String(0x00,LCD_DSY_BUFFER1); Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_BUFFER2); } voidEX_INT0()interrupt0 { if(K1==0)//选择调整对象(YMDHM) { DelayMS(10); if(K1==0){ //while(K1==0); if(Adjust_Index==-1||Adjust_Index==1) { Adjust_Index=7; } Adjust_Index--; if(Adjust_Index==5)Adjust_Index=4; LCD_DSY_BUFFER2[13]='['; LCD_DSY_BUFFER2[14]=Change_Flag[Adjust_Index];//显示调节对象 LCD_DSY_BUFFER2[15]=']'; } } elseif(K2==0)//加 {//while(K2==0); DelayMS(10); if(K2==0) DateTime_Adjust (1); } elseif(K3==0)//减 { DelayMS(10);//while(K3==0); if(K3==0) DateTime_Adjust(-1); } elseif(K4==0)//确定 { //while(K4==0); DelayMS(10); if(K4==0){ SET_DS1302();//将调整后的时间写入DS1302 LCD_DSY_BUFFER2[13]=''; LCD_DSY_BUFFER2[14]=''; LCD_DSY_BUFFER2[15]=''; Adjust_Index=-1; } } } voidmain() {Init_LCD();//液晶初始化 IE=0x83;//允许INT0,T0中断,EA=1,,ET0=1,EX0=1 IP=0x01;//设置外部中断0为高级中断 IT0=0x01;//外部中断0为电平触发,低电平有效 TMOD=0x01;//设置定时器T0工作方式为方式1, TH0=-50000/256;//装入初始值,定时1秒 TL0=-50000%256; TR0=1;//启动定时器 while (1) {//如果未执行调整操作则正常读取当前时间 if(Adjust_Index==-1)GetTime(); } } 结论与心得: 在整个设计过程中,发挥团队精神,分工合作,充分发挥人的主观能动性,自主学习,学到了许多没学到的知识。 较好的完成了作品。 达到了预期的目的,在最初的设计中,发挥“三个臭皮匠,顶个诸葛亮”的作用。 相互学习、相互讨论、研究。 完了最初的设想。 在电路焊接时虽然没什么大问题,但从中也知道了焊接在整个作品中的重要性,电路工程量大,不能心急,一个个慢慢来不能急于求成。 反而达到事半功倍的效果。 对电路的设计、布局要先有一个好的构思,才显得电路板美观、大方。 程序编写中,由于思路不清晰,开始时遇到了很多的问题,经过静下心来思考,和同组员的讨论,理清了思路,反而得心应手。 在此次设计中,知道了做凡事要有一颗平常的心,不要想着走捷径,一步一脚印。 也练就了我们的耐心,做什么事都在有耐心。 此次比赛中学到了很多很多东西,这是最重要的。 总之,参加电子竞赛我们的能力得到了全方位的提高。
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- 单片机 课程设计 万年历