电子万年历设计

课程论文论文题目基于单片机的电子万年历设计

课程名称单片机原理及接口技术

专业年级 2014级自动化3班

学生姓名孙宏远贾腾飞

学号

2016年12 月3 日

摘要：

本文介绍了基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。系统以AT89C51单片机为控制器，以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。万年历采用直观的数字显示，可以在LED上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，还具有时间校准等功能。此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。。

关键词：AT89C51单片机，DS1602时钟芯片，LCD1602显示屏。串口通信。

一：引言

本设计的基于单片机控制的电子万年历，具有年、月、日、星期、时、分、秒的显示等功能，实现过程就是由主控制发送信息给DS1302时钟芯片再由时钟芯片反馈给单片机，再由主控制器传送给LCD1602显示屏显示信息。并且可以在键盘设置模块输入修改时间，当键盘设置时间、日期时，单片机主控制根据输入信息，通过串口通信传送给DS1302时钟芯片，DS1302芯片读取当前新信息产生反馈传送给单片机，然后单片机根据控制最后输送显示信息到LCD1602液晶显示屏模块上显示。

二：硬件设计:

2.0.硬件的设计总框图

2.1 DS1032时钟电路

DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。芯片如图。

DS1302的内部主要由移位寄存器、指令和控制逻辑、振荡分频电路、实时时钟以及RAM组成。每次操作时，必须首先把CE置为高电平。再把提供地址和命令信息的8位装入移位寄存器。数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期发生，也无论传送方式是单字节还是多字节，开始8位将指定内部何处被进行访问。在开始 8个时钟周期把含有地址信息的命令字装入移位寄存器之后。紧随其后的时钟在读操作时输出数据。

2.2 LCD1602与AT89C52的引脚接线

LCD1602采用总线式与单片机相连，AT89c52的P1口直接与液晶模块的数据总线D0~D7相连；P2 口的0，1，2脚分别与液晶模块的RS、RW、E脚相连。滑动变阻器用于调整液晶显示的亮度。电路如图

2.3 DS1602与AT89C52的接线

在电路中单片机的P1．7控制DS1302的复位输入端，P1．4与数据输入／输出引脚相连，P1．3用来作为 DS1302的输入时钟SCLK控制端。由于单片机复位时，所有单片机的端口均为高电平，如果直接用单片机的某一口线同DS1302的RST相连，则影响了系统加电时对DS1302的初始化，从而造成 DS1302计时的不稳定。因此，本主电源(5 V)接 VCC2，备份电池采用可充电镉镍电池(3．6 V)接 VCC1

2.4 键盘设置电路

设置电路的功能主要是把时间和日期设置到当前的时间，可以在系统运行中进行。用4个独立式按键完成，分别接到单片机P1口的高4位。第1个按钮表示是否进行设置，按下时表示设置，并且每按一次，在显示器上分别在年、月、日等日期时间上跳转，表示对相应的项进行更改；第2个按钮按下表示对第1个按钮选中的项进行加1操作；第3个按钮按下表示进行减1操作；第4个按钮按下表示停止设置。只有在第1个按钮按时才可进行加减操作。其电路如图3所示。其中电容的作用是消除按键的抖动，也可用双稳态触发器去除按键时的抖动，同时为了提高可靠性，硬件去抖动的同时，还可以用软件去抖动的方法。

三：软件设计

3.1软件设计总框图

系统软件设计主要包括主程序设计、日期数据采集子模块程序设计、按键处理子模块程序设计和显示子模块程序设计等。主程序主要完成器件的初始化，并判断有无按键按下，并根据判断的结果调用相应的子模块程序；日期数据采集子模块程序完成相应的数据采集、处理和保存，按键处理子模块程序完成日期的设置，而显示子模块程序只要把上述子模块储存的数据送去显示即可。

3.2 主程序流程图

3.3按键的检测

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.

3.4 软件总设计

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，最下面是时间的显示。

四：调试过程及问题解决

4.1实验结果

LCD1602显示屏可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，还具有时间校准等功能

4.2 调试过程及问题解决

(1)烧入程序后，液晶显示空屏,而且亮度不均匀。

解决：首先对调用的仔细检查程序，可以解决显示闪动问题。其次，检查接线是否正确。由于其亮度由10K的电位器来调节，适当调节防止过暗或过亮的情况发生。

（2）修改时间、日期时没有与按键自动对应上。

解决：把不相关的程序暂时屏蔽，对按键的子程序独立调试，发现在调用按键自动更新时，时间与按键协调不好，所以会造成错乱。最后该延时为中断进行修改，使得时间、日期与按键自动对应上，最后解决了此问题.

2)加入温度的程序后，进行修改时间、日期时相应的LCD1602显示位没有按要求闪动。

解决：由于DS18B20是串行通信数据，只用一个口线传输，在处理采集的模拟信号时需要一定的时间，当把万年历的程序相接入时，会对延时有很大的影响。所以在调用温度子程序时，先关闭定时器1中断允许，在温度子程序反回时再打开定时器1中断允许。最终解决了此问题。

五：作品总结

这次实验自己焊接了时钟芯片模块,温度模以及LCD1602显示模块，对其引脚功能有了进一步并且直观地了解。在连接个模块的时候，经常会出现引脚接不对，液晶屏不显示，按键不能去抖等情况。在分析解决这些问题后后有了很大的收获，对于单片机有了更深的了解，为学习嵌入式有了扎实的铺垫。

六：参考文献

1.杨子文，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社

2.王法能，单片机原理及应用，北京科学出版社

3.余梦尝，数字电路技术基础，高等教育出版

4.赵春见，王香婷.?基于DS1302的实时日历时钟系统的设计，中国科技论文在线