基于单片机的电子万年历设计制作1111111dkej.docx

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1、计算机控制技术课程答辩论文题 目基于单片片机的万万年历设设计 学号： 姓名： 日期：20115.112.228摘 要单片机就就是微控控制器，是是面向应应用对象象设计、突突出控制制功能的的芯片。单单片机接接上晶振振、复位位电路和和相应的的接口电电路，装装载软件件后就可可以构成成单片机机应用系系统。本本设计就就是应用用单片机机强大的的控制功功能制作作而成的的电子万万年历，该该电子万万年历包包括三大大功能：实时显显示年、月月、日、星星期、时时、分、秒秒；计时芯片片采用DDALLLAS公公司的涓涓细充电电时钟芯芯片DSS13002，该该芯片通通过简单单的串行行通信与与单片机机进行通通信，时时钟/日日历

2、电路路能够实实时提供供年、月月、日、时时分、秒秒信息，采采用双电电源供电电，当外外部电源源掉电时时能够利利用后备备电池准准确计时时。显示器件件采用通通用型116022液晶，可可显示332个字字符，如如果使用用数码管管来做显显示器件件需消耗耗大量的的系统资资源，因因此采用用低功耗耗的16602液液晶，该该液晶显显示方便便，功能能强大，完完全能满满足数字字万年历历的显示示要求。通过此次次设计能能够更加加牢固的的掌握单单片机的的应用技技术，增增强动手手能力、硬硬件设计计能力以以及软件件设计能能力。关键词：AT889C551、116022液晶、DDS13302、万万年历目录第1章绪绪论51.1选选题的

3、背背景51.2课课题的研研究目的的与意义义5第2 章章总体方方案论证证与设计计62.1液液晶显示示模块662.2实实时时间间计算模模块62.3设设置模块块6第3章系系统硬件件设计883.1LLCD显显示模块块设计883.2时时间计算算模块设设计93.3设设置模块块123.4硬硬件电路路设计113第4章系系统软件件设计1144.1程程序框图图如下：14第5章系系统硬件件PROOTEUUS仿真真原理图图155.1显显示实时时时间1155.2时时间设置置155.3星星期设置置165.4年年月日设设置1665.5原原理图117结论188参考文献献19附录一220源程序220IV第1章绪绪论1.1选选题

4、的背背景 随着科科技的快快速发展展，时间间的流逝逝,从观观太阳、摆摆钟到现现在电子子钟，人人类不断断研究，不不断创新新纪录。它它可以对对年、月月、日、时时、分、秒秒进行计计时，还还具有闰闰年补偿偿等多种种功能，而而且DSS13002的使使用寿命命长，误误差小。对对于数字字电子万万年历采采用直观观的数字字显示，可可以同时时显示年年、月、日日、时、分分、秒等等信息，还还具有时时间校准准等功能能。该电电路采用用AT889C551单片片机作为为核心，功功耗小，能能在3VV的低压压工作，电电压可选选用35V电电压供电电。 此万年历历具有读读取方便便、显示示直观、功功能多样样、电路路简洁、成成本低廉廉等诸

5、多多优点，符符合电子子仪器仪仪表的发发展趋势势，具有有广阔的的市场前前景。 1.2课课题的研研究目的的与意义义二十一世世纪是数数字化技技术高速速发展的的时代，而而单片机机在数字字化高速速发展的的时代扮扮演着极极为重要要的角色色。电子子万年历历的开发发与研究究在信息息化时代代的今天天亦是当当务之急急，因为为它应用用在学校校、机关关、企业业、部队队等单位位礼堂、训训练场地地、教学学室、公公共场地地等场合合，可以以说遍及及人们生生活的每每一个角角落。由由于社会会对信息息交换不不断提高高的要求求及高新新技术的的逐步发发展，促促使电子子万年历历发展并并且投入入市场得得到广泛泛应用。第2 章章总体方方案论

6、证证与设计计本系统以以AT889C51单片机机为控制制核心，通通过与DDS13302和和DS118B220通信信获取实实时时间间和实时时环境温温度，并并将得到到的数据据通过116022液晶显显示出来来，同时时通过相相应的按按键调整整相应的的值。因因此本设设计可分分为一下下模块：显示模模块、实实时时间间计算模块、设设置模块块（时间间设置模模块）下下面对各各个模块块逐一进进行论证证分析：2.1液液晶显示示模块方案一:数码管是是利用发发光二极极管的特特性组合合而成数数字显示示器件，通通过控制制相应的的二极管管的状态态显示相相应的数数字。要要使数码码管正常常显示就就得有驱驱动电路路驱动相相应的段段码，

7、数数码管的的现实方方式可分分为静态态显示和和动态显显示，静静态显示示方式只只适合显显示单个个的数字字，因此此本设计计应采用用动态显显示方式式。由于于动态显显示方式式利用的的是人眼眼视觉暂暂留的特特性，扫扫描的时时间应不不大于220毫秒秒，占用用系统资资源大，而而且显示示的个数数和字型型有限，在在本设计计中不易易采用。方案二：16022液晶也也叫16602字字符型液液晶它是是一种专专门用来来显示字字母、数数字、符符号等的的点阵型型液晶模模块它有有若干个个5X77或者5XX11等等点阵字字符位组组成，每每个点阵阵字符位位都可以以显示一一个字符符。每位位之间有有一个点点距的间间隔，每每行之间间也有也

8、也有间隔隔，起到到了字符符间距和和行间距距的作用用。16602的的驱动电电路带有有11条条指令，可可以很方方便的控控制液晶晶的现实实效果如如：清屏屏、左移移右移、光光标显示示。而且且16002显示示的字符符在下一一条指令令为到来来之前不不会改变变，也就就是能够够维持显显示的字字符，116022液晶占占用的系系统资源源也少。综综合比较较上述两两种方案案，应采采用16602液液晶组成成本设计计的显示示模块。2.2实实时时间间计算模模块方案一：AT899C51单片机机内部带带有定时时/计数数功能，此此定时功功能是通通过对外外部晶振振的脉冲冲进行计计数，从从而达到到计时功功能，只只要使用用11.059

9、92的晶晶振就能能实现零零误差的的计时，因因此可以以利用此此功能实实现计时时，但因因为只有有单一的的计时功功能要实实现“万年历历”的功能能需要较较复杂的的程序，而而且如果果单片机机掉电无无法继续续进行计计时，所所以使用用不便。方案二：DS13302是是美国DDALLLAS公公司推出出的一种种高性能能、低功功耗的实实时时钟钟芯片，附附加311字节静静态RAAM，采采用SPPI三线线接口与与CPUU进行通通信，并并可采用用突发方方式一次次传送多多个字节节的时钟钟信号和和RAMM数据。实实时时钟钟可提供供秒、分分、时、日日、星期期、月和和年，一一个月小小与311天时可可以自动动调整，且且具有闰闰年补

10、偿偿功能。工工作电压压宽达22.55.55V。采采用双电电源供电电（主电电源和备备用电源源），可可设置备备用电源源充电方方式，提提供了对对后备电电源进行行涓细电电流充电电的能力力。利用用单片机机强大的的控制功功能就可可实现实实时计时时的功能能，而且且消耗的的系统资资源少，程程序简单单。综合合上述两两种方案案，宜采采用方案案(2)实现实实时计时时功能。2.3设设置模块块因设置模模块只需需编写相相应的程程序外加加相应的的按键即即可实现现，实现现方法较较简单，在在此不再再论述。总体方案案组成框框图显示模块（1602液晶）AT89C51时间计算模块DS1302电源(5v)设置模块（独立按键）第3章系系

11、统硬件件设计3.1LLCD显显示模块块设计（1）、16002液晶晶功耗较较小可直直接与单单片机接接口相接接，电源源直接与与电源电电路相接接，使用用单片机机的P00口和PP1口与与16002进行行通信。（2）、16002相应应功能特特性介绍绍+5V电电压，对对比度可可调内含复位位电路提供各种种控制命命令,如：清清屏、字字符闪烁烁、光标标闪烁、显显示移位位等多种种功能有80字字节显示示数据存存储器DDDRAAM内建有1160个个5X77点阵的的字型的的字符发发生器CCGROOM8个可由由用户自自定义的的5X77的字符符发生器器CGRRAM（3）、16002引脚脚介绍(4)、116022液晶与与单片

12、机机接口电电路3.2时时间计算算模块设设计DS13302通通过三根根口线实实现与单单片机的的通信，因因DS113022功耗很很小，即即使电源源掉电后后通过33V的纽纽扣电池池仍能维维持DSS13002精确确走时。（1）DDS13302特特性介绍绍DS13302是是美国DDALLLAS公公司推出出的一种种高性能能、低功功耗的实实时时钟钟芯片，附附加311字节静静态RAAM，采采用SPPI三线线接口与与CPUU进行通通信，并并可采用用突发方方式一次次传送多多个字节节的时钟钟信号和和RAMM数据。实实时时钟钟可提供供秒、分分、时、日日、星期期、月和和年，一一个月小小与311天时可可以自动动调整，且且

13、具有闰闰年补偿偿功能。工工作电压压宽达22.55.55V。采采用双电电源供电电（主电电源和备备用电源源），可可设置备备用电源源充电方方式，提提供了对对后备电电源进行行涓细电电流充电电的能力力。（2）DDS13302引引脚介绍绍各引脚的的功能为为：8 、VVcc11：备用用电池端端；1、Vccc2：5V电源源。当VVcc22Vccc1+0.22V时，由由Vccc2向DS113022供电，当当Vccc2 Vccc1时，由由Vccc1向DS113022供电。7、 SSCLKK：串行行时钟，输输入； 6、I/O：数数据输入入输出口口；5、CEE/RSST：复复位脚2 3、X1、X2 是外接接晶振脚脚（

14、32.7688KHZZ的晶振振）4、地（GND）（3）DDS13302有有关日历历、时间间的寄存存器寄存器的的说明如如下：11、秒寄寄存器（881h、880h）的的位7定定义为时时钟暂停停标志（CCH）。当当初始上上电时该该位置为为1，时钟振荡荡器停止止，DSS13002处于于低功耗耗状态；只有将将秒寄存存器的该该位置改改写为00时，时时钟才能能开始运行。2、小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选选择122小时模模式。在在12小小时模式式时，位位5是 ，当为为1时，表表示PMM。在224小时时模式时时，位5是第第二个110小时时

15、位3、控控制寄存存器（88Fh、88Eh）的的位7是是写保护护位（WWP），其其它7位位均置为为0。在在对任何何的时钟钟和RAM的的写操作作之前，WWP位必必须为00。当WWP位为为1时，写写保护位位防止对对任一寄寄存器的的写操作作。也就是说说在电路路上电的的初始态态WP是是1，这这时是不不能改写写上面任任何一个个时间寄寄存器的的，只有首先先将WPP改写为为0，才才能进行行其它寄寄存器的的写操作作。（4）DDS13302控控制字介介绍控制字的的最高有有效位（位位7）必须须是逻辑辑1，如果果它为00，则不不能把数数据写入入到DSS13002中。位6：如如果为00，则表表示存取取日历时时钟数据据，

16、为11表示存存取RAAM数据据；位5至位位1（A4A0）：指示操操作单元元的地址址；位0（最最低有效效位）：如为00，表示示要进行行写操作作，为11表示进进行读操操作。读数据：读数据时时在紧跟跟8位的控控制字指指令后的的下一个个SCLLK脉冲冲的下降降沿，读读出DSS13002的数数据，读出的数数据是从从最低位位到最高高位。写数据：控制字总总是从最最低位开开始输出出。在控控制字指指令输入入后的下下一个SSCLKK时钟的的上升沿沿时，数据被写写入DSS13002，数数据输入入也是从从最低位位（0位）开开始。位0（最最低有效效位）：为1表示进进行读操操作。如如为0，表示示要进行行写操作作，控制字后

17、后 SSCLKK 下降降沿读数数据 SCCLK上升沿沿写数据据。（5）DDS13302单单字节读读写时序序介绍DS13302的的数据读读写是通通过I/O串行行进行的的。当进进行一次次读写操操作时最最少得读读写两个个字节，第第一个字字节是控控制字节节，就是是一个命命令，告告诉DSS13002是读读还是写写操作，是是对RAAM还是是对CLLOK寄寄存器操操作，以以及操作作的址。第第二个字字节就是是要读或或写的数数据了。我我们先看看单字节写写：在进进行操作作之前先先得将CCE（也也可说是是RSTT）置高高电平，然然后单片片机将控控制字的的位0放到I/O上，当当I/OO的数据据稳定后后，将SSCLKK

18、置高电电平，DDS13302检检测到SSCLKK的上升升沿后就就将I/O上的的数据读读取，然然后单片片机将SSCLKK置为低低电平，再再将控制制字的位位1放到I/O上，如如此反复复，将一一个字节节控制字字的8个位传传给DSS13002。接接下来就就是传一一个字节节的数据据给DSS13002，当当传完数数据后，单单片机将将CE置为为低电平平，操作作结束。单字节读读操作的的一开始始写控制制字的过过程和上上面的单单字节写写操作是是一样，但但是单字字节读操操作在写写控制字字的最后后一个位位，SCCLK还还在高电电平时，DS1302就将数据放到I/O上，单片机将SCLK置为低电平后数据锁存，单机机就可以

19、读取I/O上的数据。如此反复，将一个字节的数据读入单片机。读与写操作的不同就在于，写操作是在SCLK低电平时单片机将数据放到IO上，当SCLK上升沿时，DS1302读取。而读操作是在SCLK高电平时DS1302放数据到IO上，将SCLK置为低电平后，单片机就可从IO上读取数据。（6）DDS13302操操作指令令介绍操作说明明：1 首先先要通过过8EHH将写保保护去掉掉，将日日期，时时间的初初值写时时各个寄寄存器。2 然后就可以对80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH进行初值的写入。同时也通过秒寄存器将位7的CH值改成0，这样DS1302就开始走时运了。3 将写保护寄存器再写为8

20、0H，防止误改写寄存器的值。4 不断读取80H8CH的值，将它们格式化后显示到1602LCD液晶上(7)DDS13302与与单片机机接口电电路3.3设设置模块块设置模块块采用四四个按键键与P114、PP155、P116、PP177相接组成成独立按按键，接接口电路路如下;3.4硬硬件电路路设计第4章 系统软软件设计计软件设计计是本设设计的关关键，软软件程序序编写的的好坏直直接影响响着系统统运行情情况的良良好。因因本程序序涉及的的模块较较多，所所以程序序编写也也采用模模块化设设计，CC语言具具有编写写灵活、移移植方便便、便于于模块化化设计的的特点，所所以本系系统的软软件采用用C511编写。4.1程

21、程序框图图如下：判断是否有按键按下时间、日期、上限温度设置模块没有按键按下开机初始化显示欢迎界面从DS1302读取信息1602液晶显示相关信息第5章系系统硬件件PROOTEUUS仿真真原理图图5.1显显示实时时时间5.2时时间设置置5.3星星期设置置5.4年年月日设设置5.5原原理图结论本课题从从理论到到实际应应用，用用AT889C551单片片机和时时钟芯片片ds113022成功的的设计出出了一个个电子万万年历。而而且所设设计的电电子万年年历设计计也按当当初要求求的能够够在PRROTEEUS中中进行仿仿真，并并且能够够很精确确的显示示年历。利利用DSS18002测温温元件进进行温度度实时监监测

22、。可可以说该该电子万万年历具具有很高高的实用用价值。 在软软件设计计的过程程中，利利用了KKeill这个软软件在程程序录入入和调试试的时候候的优越越性，让让我能够够在编写写软件的的时候很很方便的的发现软软件中的的错误，现现在已经经能够使使用Keeil对对所设计计的程序序进行调调试。用用keiil生成成hexx文件烧烧录到单单片机中中，从而而进行电电路设计计仿真。本本次设计计的电子子万年历历也存在在的不足足的地方方，有待待于以后后的改进进。参考文献献1 赵长德德.微型型计算机机原理与与接口技技术MM.北北京：机机械工业业出版社社，19999：98-3500. 2 李晓林林.单片片机的原原理与接接

23、口技术术M.北京京:电子子工业出出版社，220155.1 3 王忠民民.微型型计算机机原理M.西安:西安科科技大学学出版社社，20003：15-55. 4 胡戴明明.计算算机组成成原理M.北京:经济科科学出版版社，220055：433-566. 附录一源程序39#inccludde#inccludde#deffinee uiint unssignned intt#deffinee uccharr unnsiggnedd chharunsiigneed ccharr coode diispllaywwelccomee= Wellcomme TTo MMy LLcd Timmer;/欢迎迎界面/u

24、nsiigneed ccharr coode diispllaywwishh= Happpy Eveery Dayy _; /欢迎迎界面/unsiigneed ccharr coode ovverttempperaaturre=OVEERTEEMPEERATTUREE!;unsiigneed ccharr coode diggit=0112344567789;unsiigneed ccharr moode,TH,TL,TN,TD,lenngthh,teempsswittch,Maxxtemmp=440,aamodde,aalarrmmoode,minnutees,hhourrs, minnut

25、eea,ssecoondss,hoouraa=122;sbitt SCCLK=P10;sbitt DAATE=P11;sbitt REEST=P12;sbitt SEET=PP144;sbitt ADDD=PP155;sbitt REED=PP166;sbitt CAANL=P17;voidd deelayy1mss(uiint i)/1mms延时时/ uiint j,kk; whhilee(i-) foor(jj=766;j1;jj-); foor(kk=299;k1;kk-);voidd deelayynuss(uccharr n)/延延时若干干微妙/uchaar ii;for(i=00;

26、i00;i-) _nnop_(); voidd baaojiing(uchhar n) uccharr x,i; whiile(n-) forr(i=0;ii5;i+) forr(x=0;xx2000;xx+) bbeepp=bbeepp; deely5500(); forr(i=0;ii3;i+) foor(xx=0;x2200;x+) bbeepp=bbeepp; deely5500(); deely5500(); voidd Wrritee13002(uuchaar ddatee)/向13302写写数据/ uccharr i;SCLKK=0;delaaynuus(22);for(i=00

27、;i=1; voidd WrriteeSett13002(uuchaar ccmd,uchhar datte)/根据据相应命命令输入入相应数数据/RESTT=0;SCLKK=0;RESTT=1;Writte13302(cmdd);delaaynuus(55);Writte13302(datte);SCLKK=1;RESTT=0;uchaar RReadd13002(vvoidd)/读取113022数据/uchaar ii,daate;delaaynuus(22);for(i=00;i=11; iff(DAATE=1) daate|=0xx80; SCCLK=1; deelayynuss(2);

28、 SCCLK=0; deelayynuss(2); retuurn datte;uchaar RReaddSett13002(uuchaar ccmd)/根根据命令令读取113022相应的的值/uchaar ddatee;RESTT=0;SCLKK=0;RESTT=1;Writte13302(cmdd);delaaynuus(22);datee=Reead113022();SCLKK=1;RESTT=0;retuurn datte;voidd InntDSS13002(vvoidd)/DS113022初始化化/uchaar fflagg;flagg=ReeadSSet113022(0xx81)

29、;if(fflagg&0xx80)/判判断时钟钟芯片是是否关闭闭/WritteSeet13302(0x88E,00x000);/根据据写状态态寄存器器命令字字，写入入不保护护指令/WritteSeet13302(0x880,(0/10)44|(00%100);/根据秒秒寄存器器命令字字，写入入秒的初初始值；以下为为分时日日月/WritteSeet13302(0x882,(0/10)44|(00%100);WritteSeet13302(0x884,(0/10)44|(00%100);WritteSeet13302(0x886,(0/10)44|(00%100);WritteSeet13302(

30、0x888,(0/10)44|(00%100);WritteSeet13302(0x88c,(100/100)44)*110+(vallue&0x00f);dispplayy_Seeconnd(ssecoondss);valuue=RReaddSett13002(00x833);minuutess=(vaaluee&0xx70)44)*110+(vallue&0x00f);dispplayy_Miinutte(mminuutess);valuue=RReaddSett13002(00x855);hourrs=(vvaluue&00x700)4)*10+(vaaluee&0xx0f);dispplayy_Hoour(houurs);valuue=RReaddSett13002(00x877);day=(vallue&0x770)4)*100+(vvaluue&00x0ff);dispplayy_Daay(dday);valuue=RReaddSett13002(00x899);montth=(vvaluue&00x700)4)*10+(vaaluee&0xx0f);dispplayy_Moonthh(moonth