基于单片机的万年历开题报告.doc

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1、万年历设计组 员 * 系 部 * 学 院 * 万年历设计 (B题)【乙组】一、任务采用单片机设计并制作一个桌面万年历。二、要求1.基本要求（1）可以显示日期、时间（显示年、月、日、具体时间）（2）时间可以调整。（3）可以显示温度、湿度。2.发挥部分（1）采用12864LCD或采用TFT屏作为显示器。（2）时间掉电后不丢失。（3）其它特色与创新。三、评分标准 项 目满 分基本要求设计与总结报告20实际制作完成情况50发挥部分完成第一项10完成第二项10完成第三项10四、说明摘要本文通过对于一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控器

2、AT89C51、 LCD12864液晶显示屏 、时钟电路、按键电路和复位电路等部分构成，能实现时钟日历显示的功能，能进行时、分、秒的显示。一、方案设计与论证方案一：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，键输入采查询法实现功能调整，计时使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，按键模块用三个按键，用于调整时间，

3、显示模块采用LCD1602，时钟电路模块采用DHT11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；LCD12864液晶显示屏，显示功能强大，可以显示大量的文字、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LCD12864作为显示模块。DHT11是一款高性能的实时时钟芯片，以计时准确、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

4、、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，而且在掉电是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，且需要编写始终程序，因此采用DST11作为时钟电路。对比以上两种方案，结合设计技术指标与要求我们选择了方案二进行设计。二、逻辑总框图电子万年历的总体设计框图（如图1所示）显示模块AT89C52复位电路 时钟电路按键电路图1三、设计所需元器件元器件数量51单片机（STC89C52）1晶振（12M）1温湿度模块（DHT11）1电阻5.1K2电阻10K1时钟模块（DS1302）1时钟晶振（30.768M）1纽扣电池1液晶128641轻触按键5排针若干电位

5、器10K1瓷介电容30PF4电解电容22 UF1瓷介电容104PF1排阻1031四、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。 图22、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

6、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33、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。此复位电路同时具备了上电复位和手动复位的功能，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

7、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，如图所示，当人为按下按钮时，则Vcc 的+5V电平就会直接加到RST端。 图44、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5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5DS13

8、02各引脚的功能为，图6所示：图6 Vcc1：备用电池端； Vcc2：5V电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，Vcc2向DS1302供电，当Vcc2 Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电； SCLK：串行时钟，输入； I/O：数据输入输出口； CE/RST：复位脚； X1、X2 是外接晶振脚（32.768KHZ的晶振）； 地（GND）。5、按键电路按键电路由四个轻触开关组成，如图7所示。按键用来调整时间和设定闹钟，其一端直接接到单片机的端口，另一端接地，当按下按键时，相应的端口变为低电平，通过检测这一低电平就可以判断是哪个键按下，从而作相应的操作。图76、 液晶显示屏（图8）流程图与软件

9、设计：1、 程序流程图开始 初始化DS1302、LCD12864，显示初始时间调整时间、日期调试按键是否按下 是时钟正常运行 否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LCD12864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。3、软件

10、调试在软件调试过程中，当调节时间和日期后，秒就重新从零开始计数，后来分析了程序才发现，在设置时间和日期前先暂停时钟，设置好后需启动时钟，而启动适中的命令是write_ds1302(0x80,0x00)，这条指令在启动始终的同时刚好把秒寄存器写为了零，所以秒就重新从零开始计数，通过修改程序，时间和日期就能够正确显示了。还有一个问题，在设置月、日、星期时，会出现00的情况，通过检查程序，知道是键设定函数的影响，设置时间和日期共用同一个函数，但时间有零时、零分、零秒的情况，所以没有修改程序，因为设置好日期后再运行不会出现月、日、星期为00的情况，只要设置时稍加注意就行。整体电路PCB图整体电路与仿真

11、结果分析: 电子万年历硬件电路图及仿真如图9所示，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，并且相应的调整的位会闪烁，按K2键用于加1操作,K3键用于减1操作。仿真正确显示了时间和日期，符合设计的要求。图9安装与调试：1、电路焊接由于选取的电路板比较小，焊接时就得更加的小心，防止虚焊、短路等，整个电路连接完成以后，对照电路图检查有无连线错误，用万用表检测有无虚焊。2、电路调试在测试中遇到LCD128

12、6显示出时间和日期为乱码，通过仔细检查，发现DS1302的SCLK和I/O线接反了，修改之后可以显示时间，但秒针走的很慢，大概十秒钟走一下，检查整个电路，没发现问题，最后给DS1302换了一个晶振，终于可以正确运行了，原来错把32.768KHZ的晶振用成了12KHZ的。调试结果如图10所示。图10结论与心得：在设计中，我们收获知识的同时，还收获了阅历以及锻炼了我们的动手能力，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手制作的能力，我们在其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了自学的学习方法，知道了理论和实践之间有很大的差别。实践是我们以后最实用的，也是让我们受益匪浅的。要面对现在这个社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。同时在与老师和同学的交流过程中，互动学习中，将知识融会贯通。通过努力，我们做出了一个万年历，在做当中我们在调试方面出现了一些问题，效果显示不出来，对以后的学习是一个莫大的鼓舞，激起了我们的学习兴趣和开发创新思维。此次的电子万年历设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。