基于单片机的万年历设计
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考虑种种原因，方案一更适合用于本设计
1.3.2 时钟芯片
方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星 期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的 时间误差较大。
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北京电子科技职业学院
自动化工程
学院毕业论文
方案二：采用 DS1302 时钟芯片实现时钟，DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片， 可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位 的 RAM 作为数据暂存区，工作电压 2.5V～5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于 300nA.
2.总体设计.....................................................................................................................3 2.1 功能要求.........................................................................................................3 2.2 系统总体设计.................................................................................................3 2.3 模块设计.........................................................................................................5 2.3.1 电子万年历的电路图..........................................................................5 2.3.2 输入/输出端口模块............................................................................ 6 2.3.3 时钟模块和按键模块..........................................................................7
4 系统的软件设计......................................................................................................12 4.1 流程图的设计...............................................................................................12 4.2 程序设计........................................................................................................13 4.2.1 延时程序的设计.................................................................................13 4.2.2 中断程序的设计.................................................................................14
就时钟而言，通常可采用液晶显示或数码管显示。对于一般的段式液晶屏，需要 专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动 电路和微处理器接口的液晶显示模块（字符或点阵），一般多采用并行接口，对微处 理的接口要求较高，占用资源多。相比液晶显示，采用 8 段数码管既经济实惠，操作 比较液晶显示来说虽然略显繁琐，但总体也还可以做到比较人性化。另外，AT89C51 本身市场上也有专门的时钟显示组合数码管。
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1.绪论.............................................................................................................................1 1.1 开发背景.........................................................................................................1 1.2 设计目标.........................................................................................................2 1.3 方案设计.........................................................................................................2 1.3.1 电源部分...............................................................................................2 1.3.2 时钟芯片...............................................................................................2 1.3.3 显示电路...............................................................................................3 1.3.4 按键电路...............................................................................................3
1.3 设计思路
1.3.1 电源部分
由于 AT89C51 和 DS1302 可以在很小电流的后备电源下工作（2.5～5.5V 电源）， 再 2.5V 时耗电小于 300nA。所以有以下两种方案。
方案一：采用经变压器降压成 5V 电源，为电路提供电源，能提供较为稳定的电 压及足够的功率，制作简单。
方案二：采用 9V 干电池经 LDO 稳压成 5V 电源为系统提供电源，价格便宜，较 为复杂。
综合考虑制作难度及精度，故采用方案二，用 Dallas 公司生产的串行实时时钟芯 片 DS1302，它具有实时时钟和静态 RAM，采用串行通信，可方便地与单片机接口。 除了在工业控制中使用外，还可以应用到一般的时钟计数上。本设计采用 DS1302 芯 片与 AT89C51 单片机的串行通信
1.3.3 显示电路
3.系统硬件简介.............................................................................................................7 3.1 AT89C51 单片机的介绍.................................................................................... 7 3.1.1 AT89C51 单片机的概述....................................................................... 7 3.1.2 AT89C51 单片机引脚及其功能........................................................... 8 3.2 DS1302 简介 3.2.1DS1302 的性能特性.............................................................................. 8 3.2.2 引脚结构及功能...................................................................................9 3.2.3DS1302 的控制字节............................................................................ 10 3.2.4 数据输入输出(I/O)............................................................................. 10 3.2.5DS1302 的寄存器................................................................................ 10 3.3 半导体数码管和七段字形译码器...............................错误！未定义书签。
5 程序的调试与软件仿真..........................................................................................14 6 结论
1.绪论
1.1 开发背景
随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发 展史上的一个重要里程碑。单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益 广泛，已远远超出了计算机科学的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人， 从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开 单片机。本文通过对一个基于单片机的设计研究，以实现世界时间及公历电子万年历， 可以说，电子万年历的出现是人类社会发展史上的又一个伟大转折点。
1.2 设计目标
本设计中我重点研究实现了单片机+时钟芯片这种模式的万年历，从原理上对单 片机和时钟芯片有了深一步的认识。设计中，单片机我选用了 AT89C51，它是一种高 效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。时钟芯片市 场上有许多电子钟的专用芯片如：LM8363、LM8365 等，但它们功能单一，电路连接 复杂，不便于调试制作。但是考虑到用单片机配合时钟芯片，可制成功能任意的电子 钟，而且可以做到硬件简单、成本低廉。所以本系统采用了以广泛使用的单片机 AT89C51 技术为核心，配合时钟芯片 DS1302。软硬件结合，使硬件部分大为简化， 提高了系统稳定性，并采用 6 位 LED 显示电路，使人机交互简便易行。通过软件系统 的调试，这些基本功能完成后，在软件基础上便可以实现公历年、月、日和时、分、 秒的准确显示。此万年历设计有效提高了我综合运用所学理论知识于实际问题解决的 能力。能够正确地应用单片微机，解决工业控制、工业检测等领域具体问题的初步能 力。以小见大，熟悉单片微机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的工作方法、 工作内容、工作步骤。通过组成系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等； 使理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。同时还培养我设计工 作要实事求是、严谨、准确的科学态度和工作作风。
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北京电子科技职业学院
自动化工程
学院毕业论文
Baidu Nhomakorabea
万年历是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家 庭,车站,码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集 成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表， 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时 功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭 路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，但是所有这 些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究万年历及扩大其应用，有着非常现实的 意义。
1.3.2 时钟芯片
方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星 期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的 时间误差较大。
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方案二：采用 DS1302 时钟芯片实现时钟，DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片， 可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位 的 RAM 作为数据暂存区，工作电压 2.5V～5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于 300nA.
2.总体设计.....................................................................................................................3 2.1 功能要求.........................................................................................................3 2.2 系统总体设计.................................................................................................3 2.3 模块设计.........................................................................................................5 2.3.1 电子万年历的电路图..........................................................................5 2.3.2 输入/输出端口模块............................................................................ 6 2.3.3 时钟模块和按键模块..........................................................................7
4 系统的软件设计......................................................................................................12 4.1 流程图的设计...............................................................................................12 4.2 程序设计........................................................................................................13 4.2.1 延时程序的设计.................................................................................13 4.2.2 中断程序的设计.................................................................................14
就时钟而言，通常可采用液晶显示或数码管显示。对于一般的段式液晶屏，需要 专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动 电路和微处理器接口的液晶显示模块（字符或点阵），一般多采用并行接口，对微处 理的接口要求较高，占用资源多。相比液晶显示，采用 8 段数码管既经济实惠，操作 比较液晶显示来说虽然略显繁琐，但总体也还可以做到比较人性化。另外，AT89C51 本身市场上也有专门的时钟显示组合数码管。
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1.绪论.............................................................................................................................1 1.1 开发背景.........................................................................................................1 1.2 设计目标.........................................................................................................2 1.3 方案设计.........................................................................................................2 1.3.1 电源部分...............................................................................................2 1.3.2 时钟芯片...............................................................................................2 1.3.3 显示电路...............................................................................................3 1.3.4 按键电路...............................................................................................3
1.3 设计思路
1.3.1 电源部分
由于 AT89C51 和 DS1302 可以在很小电流的后备电源下工作（2.5～5.5V 电源）， 再 2.5V 时耗电小于 300nA。所以有以下两种方案。
方案一：采用经变压器降压成 5V 电源，为电路提供电源，能提供较为稳定的电 压及足够的功率，制作简单。
方案二：采用 9V 干电池经 LDO 稳压成 5V 电源为系统提供电源，价格便宜，较 为复杂。
综合考虑制作难度及精度，故采用方案二，用 Dallas 公司生产的串行实时时钟芯 片 DS1302，它具有实时时钟和静态 RAM，采用串行通信，可方便地与单片机接口。 除了在工业控制中使用外，还可以应用到一般的时钟计数上。本设计采用 DS1302 芯 片与 AT89C51 单片机的串行通信
1.3.3 显示电路
3.系统硬件简介.............................................................................................................7 3.1 AT89C51 单片机的介绍.................................................................................... 7 3.1.1 AT89C51 单片机的概述....................................................................... 7 3.1.2 AT89C51 单片机引脚及其功能........................................................... 8 3.2 DS1302 简介 3.2.1DS1302 的性能特性.............................................................................. 8 3.2.2 引脚结构及功能...................................................................................9 3.2.3DS1302 的控制字节............................................................................ 10 3.2.4 数据输入输出(I/O)............................................................................. 10 3.2.5DS1302 的寄存器................................................................................ 10 3.3 半导体数码管和七段字形译码器...............................错误！未定义书签。
5 程序的调试与软件仿真..........................................................................................14 6 结论
1.绪论
1.1 开发背景
随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发 展史上的一个重要里程碑。单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益 广泛，已远远超出了计算机科学的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人， 从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开 单片机。本文通过对一个基于单片机的设计研究，以实现世界时间及公历电子万年历， 可以说，电子万年历的出现是人类社会发展史上的又一个伟大转折点。
1.2 设计目标
本设计中我重点研究实现了单片机+时钟芯片这种模式的万年历，从原理上对单 片机和时钟芯片有了深一步的认识。设计中，单片机我选用了 AT89C51，它是一种高 效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。时钟芯片市 场上有许多电子钟的专用芯片如：LM8363、LM8365 等，但它们功能单一，电路连接 复杂，不便于调试制作。但是考虑到用单片机配合时钟芯片，可制成功能任意的电子 钟，而且可以做到硬件简单、成本低廉。所以本系统采用了以广泛使用的单片机 AT89C51 技术为核心，配合时钟芯片 DS1302。软硬件结合，使硬件部分大为简化， 提高了系统稳定性，并采用 6 位 LED 显示电路，使人机交互简便易行。通过软件系统 的调试，这些基本功能完成后，在软件基础上便可以实现公历年、月、日和时、分、 秒的准确显示。此万年历设计有效提高了我综合运用所学理论知识于实际问题解决的 能力。能够正确地应用单片微机，解决工业控制、工业检测等领域具体问题的初步能 力。以小见大，熟悉单片微机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的工作方法、 工作内容、工作步骤。通过组成系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等； 使理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。同时还培养我设计工 作要实事求是、严谨、准确的科学态度和工作作风。
1
北京电子科技职业学院
自动化工程
学院毕业论文
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万年历是采用数字电路实现对时，分，秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家 庭,车站,码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集 成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表， 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时 功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭 路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，但是所有这 些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究万年历及扩大其应用，有着非常现实的 意义。