电子台历.docx
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电子台历
目录
一、引言2
（一）本课题的背景2
（二）本设计的目的和意义2
（三）本设计的要求3
（四）方案选择与实验基本原理3
二.系统的硬件设计与实现6
（一）、电路设计框图6
（二）、系统硬件概述6
（三）、主要单元电路的设计6
三、系统的软件设计11
（一）程序流程框图11
（二）子程序的设计14
四、结论及展望19
五、致谢词19
（一）系统电路图20
（二）系统程序清单21
六、参考文献63
一、引言
（一）本课题的背景
作为中国一种传统的东西，挂历在人们心中一直有着特殊的含义。
因为挂历除了有查阅日期、方便记事等功能外，还是一种颇有文化品位的装饰物。
而对于一些公司、企业，在挂历上印刷一些自己的产品、服务内容、联系电话等，无疑也是一种宣传，也正是因为如此，挂历长期以来一直受到人们的青睐。
什么铜版纸、塑膜挂历、典雅的宣纸、绢丝、油画布挂历和富丽堂皇的金箔画、镭射画挂历等层出不穷。
而今，随着时代发展，挂历大有美人迟暮之感。
据调查发现90%的家庭表示今年将不会去买挂历；其中50%的市民家庭的挂历是单位发或他人送；但这50%的市民表示，如果单位不发、他人不送，自己不会主动去买。
那么是什么让我们的传统如此疲软呢？
众所周知，传统挂历最大的功能是查看日期，装饰其次，作为礼品则是最后。
近些年随着生活水平的提高，人们获知日期的途径已越来越多。
据中国社会调查事务所（SSIC）在北京、上海等地对265位居民进行的计算机辅助电话调查显示（此项调查为多选题）：
有68%的被访者看日历，有62%的被访者看台历（其中有21%的被访者使用的是电子台历）；有58%的被访者看呼机；有27%的被访者看手机；有20%的被访者看手表；有14%的被访者看街上的显示牌；有33%的被访者看电视；有60%的被访者看报纸；有16%的被访者听广播；有42%的被访者上网；有12%的被访者向别人打听。
由此表明，挂历实用功能的弱化直接导致了挂历市场的“疲软”。
那么，曾经被认同的装饰功能呢？
回答也是否定的。
很多人已经明确表示，明年不挂挂历。
因为消费者认为花很大力气装修的房子，有谁愿意在墙上打个眼儿挂挂历呢？
影响美观不说，还很俗气。
至于礼品功能，大多数消费者都认为现在用挂历当礼品有点不够档次。
随着电子科技的不断发展，传统的挂历已被一些高档的电子台历所取代，与传统的挂历相比，电子台历融合了挂历和时钟的优点，能昼夜清晰显示，集年、月、日、时、分、秒、日期、农历、气温于一体，外观新颖，造型别具一格。
除此之外由于挂历制作成本相对较高，挂历的销售价格也大多在１5——30元之间，而一个电子台历的价格也在这之间，但是挂历只能用一年，而电子台历则不一样，由于它可以自动识别闰年、公历、农历、大小月份、农历，星期能自动对应公历无须调整。
对若干年前后的日期都可以查询，但考虑到其寿命原因，至少也可用5—8年。
在价格相差不大的情况下，电子台历的性价比显然要高的多，就其阅读功能而言，电子台历阅读起来更加方便，同时他还有闹铃和显示温度的功能，这比传统的挂历要强大的多。
其实现的方法也很简单，用一个单片机和LCD液晶显示器就可以实现，由此可见，电子台历的市场经济开发价值要比挂历要高的多，电子台历取代传统的挂历已成为不可抵挡的趋势。
因此开发一个电子台历就必须要了解单片机和LCD夜晶显示器的原理和功能等，下面一节我们将简单介绍一下单片机和液晶显示器。
（二）本设计的目的和意义
1、在学习了《数字电子技术》和《单片机原理及接口技术》课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的经验让学生接触专用时钟芯片DS1302，并会用DS1302芯片开发时钟模块，应用到其他系统中去。
熟悉WAVE软件调试程序和仿真.
2、通过实验提高对单片机的认识；
3、通过实验提高焊接、布局、电路检查能力；
4、通过实验提高软件调试能力；
5、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
6、通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
7、通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
8、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。
（三）本设计的要求
1、基本要求
（1）具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；
（2）时间与阴、阳历能够自动关联；
（3）有温度计功能；
（4）具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；
2、创新要求
（1）具有上、下课响铃功能；
（2）具有防御报警功能；
（四）方案选择与实验基本原理
1、方案选择
（1）单片机芯片的选择方案和论证：
方案一:
采用89C51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。
方案二:
采用AT89S52,片内ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KBROM存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，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，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。
所以选择采用AT89S52作为主控制系统.
（2）显示模块选择方案和论证：
方案一：
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.
方案二：
采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.
方案三：
采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。
所以采用了LED数码管作为显示。
（3）时钟芯片的选择方案和论证：
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。
所以不采用此方案。
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做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.
（4）温度传感器的选择方案与论证:
方案一：
使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。
。
此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。
方案二：
采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。
另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。
（5）电路设计最终方案决定
综上各方案所述,对此次作品的方案选定:
采用AT89S52作为主控制系统;DS1302提供时钟;数字式温度传感器;LED数码管动态扫描作为显示。
2、实验基本原理
按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度采集模块共5个模块组成，电路系统构成框图如图1所示。
主芯片AT89S52,片内ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KBROM存储空间，具有在线编程可擦除技术，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，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。
时钟芯片使用美国DALLAs公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DSl302。
采用DSl302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。
更重要的是，DSl302可以在很小电流的后备电源（2．5—5．5v电源，在2．5v时耗电小于300nA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。
显示模块采用LED数码管动态扫描，键输入采用查询法实现调整功能，与单片机连接时,占用的单片机口线少。
数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。
另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。
二.系统的硬件设计与实现
（一）、电路设计框图
图1电子万年历电路系统构成框图
（二）、系统硬件概述
本电路是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。
采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由２１个数码管，74ls138、74ls47译码器构成。
使用动态扫描显示方式对数字的显示。
（三）、主要单元电路的设计
1、单片机主控制模块的设计
AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端.如图2所示
图2主控制系统
2、时钟电路DSl302
图3示出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。
RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST输入有两种功能：
首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RSTS置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。
上电动行时，在Vcc大于等于2.5V之前，RST必须保持低电平。
中有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平，I/O为串行数据输入端（双向）。
SCLK始终是输入端。
图3DS1302的引脚图
3、温度采集模块设计
如图4所示。
采用数字式温度传感器DS18B20，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用Ｐ0.7与DS18B20的I/O口连接加一个上拉电阻,Vcc接电源,Vss接地。
图4DS18B20温度采集
4、电路原理及说明
（1）时钟芯片DS1302的工作原理：
DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置“0”，接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK脉冲；读/写时序如下图4所示。
图5为DS1302的控制字，此控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。
对于位6，若对程序进行读/写时RAM=1，对时间进行读/写时，CK=0。
位1至位5指操作单元的地址。
位0是读/写操作位，进行读操作时，该位为1；该位为0则表示进行的是写操作。
控制字节总是从最低位开始输入/输出的。
表6为DS1302的日历、时间寄存器内容：
“CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。
“WP”是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP必须为0。
当“WP”为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。
（2）DS1302的控制字节
DS1302的控制字如表-1所示。
控制字节的高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出
（3）数据输入输出（I/O）
在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。
同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。
如下图5所示
图5DS1302读/写时序图
（4）DS1302的寄存器
DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表-2。
表-2DS1302的日历、时间寄存器
此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。
时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。
DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：
一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH（写）、FFH（读）。
5、显示模块的设计
如图6所示，采用动态扫描显示，由２１个数码管，3-8译码器74LS138接1K限流电阻,再接8550三极管接到共阳数码管的CoM端作为选通位码,每位选择相应的列。
74ls47接
240Ω限流电阻,再接共行的LED数码管的断码。
图6LED动态扫描显示
三、系统的软件设计
（一）程序流程框图
图7主程序流程图
图8计算阳历程序流程图
图9时间调整程序流程图
图10阴历程序流程图
（二）子程序的设计
1、DS18B20温度子程序
CONFIG12EQU7FH
TEMPHEQU21H
TEMPLEQU20H
REG2EQU22H
REG3EQU23H
REG4EQU24H
DATEQUP0.7
TOUTOU:
LCALLCHUSHI
LCALLRDTEMP
MOVA,TEMPL
ANLA,#11110000B
MOVTEMPL,A
MOVA,TEMPH
ANLA,#00000111B
ORLA,TEMPL
SWAPA
MOV25H,A
MOVA,25H
MOVB,#64H
DIVAB
MOVA,B
MOVB,#0AH
DIVAB
SWAPA
ORLA,B
MOV10H,A
RET
CHUSHI:
LCALLRESET
MOVA,#0CCH
LCALLWRITE111
MOVA,#4EH
LCALLWRITE111
MOVA,#CONFIG12
LCALLWRITE111
RET
RDTEMP:
LCALLRESET
MOVA,#0CCH
LCALLWRITE111
MOVA,#44H
LCALLWRITE111
LCALLDL1MS
LCALLRESET
MOVA,#0CCH
LCALLWRITE111
MOVA,#0BEH
LCALLWRITE111
LCALLERAD111
MOVTEMPL,A
LCALLERAD111
MOVTEMPH,A
RET
RESET:
LA:
SETBDAT
MOV52H,#200
LB:
CLRDAT
DJNZ52H,LB
SETBDAT
MOV52H,#30
LC:
DJNZ52H,LC
CLRC
ORLC,DAT
JCLB
MOV58H,#80
LD:
ORLC,DAT
JCLP
DJNZ58H,LD
SJMPLA
LP:
MOV52H,#250
LF:
DJNZ52H,LF
RET
WRITE111:
MOV53H,#8
W51HA:
SETBDAT
MOV54H,#8
RRCA
CLRDAT
W52HA:
DJNZ54H,W52HA
MOVDAT,C
MOV54H,#30
W53HA:
DJNZ54H,W53HA
DJNZ53H,W51HA
SETBDAT
RET
ERAD111:
CLREA
MOV58H,#8
RD1A:
CLRDAT
MOV54H,#6
NOP
SETBDAT
RD2A:
DJNZ54H,RD2A
MOVC,DAT
RRCA
MOV55H,#30
RD3A:
DJNZ55H,RD3A
DJNZ58H,RD1A
SETBDAT
RET
2、读、写DS1302子程序
;写1302程序WRITE:
CLRSCLK
NOP
SETBRST
NOP
MOVA,32H
MOVR4,#8
WRITE1:
RRCA;送地址给1302
NOP
NOP
CLRSCLK
NOP
NOP
NOP
MOVIO,C
NOP
NOP
NOP
SETBSCLK
NOP
NOP
DJNZR4,WRITE1
CLRSCLK
NOP
MOVA,31H
MOVR4,#8
WRITE2:
RRCA
NOP;送数据给1302
CLRSCLK
NOP
NOP
MOVIO,C
NOP
NOP
NOP
SETBSCLK
NOP
NOP
DJNZR4,WRITE2
CLRRST
RET
;读1302程序
READ:
CLRSCLK
NOP
NOP
SETBRST
NOP
MOVA,32H
MOVR4,#8
READ1:
RRCA;送地址给1302
NOP
MOVIO,C
NOP
NOP
NOP
SETBSCLK
NOP
NOP
NOP
CLRSCLK
NOP
NOP
DJNZR4,READ1
MOVR4,#8
READ2:
CLRSCLK
NOP;从1302中读出数据
NOP
NOP
MOVC,IO
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
RRCA
NOP
NOP
NOP
NOP
SETBSCLK
NOP
DJNZR4,READ2
MOV31H,A
CLRRST
RET
四、结论及展望
本设计基于51系列的AT89S52制作了多功能电子台历，完成实时时钟、电子台历、室内温度的显示，具有闰年补偿，调整时间日期，设置闹钟，根据设定的年、月、日自动匹配星期的扩展功能。
本系统特别实用于日常生活的时钟温度控制的应用，以此为基础，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如铃声定时系统，防盗报警系统，温度控制系统等。
在下一步的工作中，可以考虑使用51功能的模块并开发嵌入式系统温度时间的应用。
虽较为完善的完成了既定功能，但仍存在一定的缺陷。
没有添加蜂鸣器，闹钟及输入错误时只能显示报警，没有声音提示。
未能添加电池功能，在主电源关闭的情况下，不能保持时钟的连续运行。
五、致谢词
“千里之行，始于足下。
”终于完成了毕业设计的全部工作，有一种如释重负的感觉。
前后经历了四个月时间，但对于踏踏实实搞知识创新的人来说，从搜集材料、投入研讨到起草排版、打印输出，这是一个漫长的过程。
其间有过百思不解时的苦闷，也有过豁然开朗时的喜悦，不曾身处其境的人，一般不宜感同身受。
我的导师汪光宅说过：
“科研工作是一项艰苦、寂寞并且需要全心全意投入的工作，一旦选择了这个责任，我们就要承担得起他人所不能承受的压力。
正因为这样，我们才要努力做出成果！
”
事先有了心理准备，做起事来才不至于手足无措。
尽管如此，由于毕业设计涉及内容较多，范围较宽，方方面面都要照顾到，还是不可避免地遇到许多问题。
学校领导未雨绸缪，提前让我们熟悉了解了毕业设计的基础知识，同时下发《毕业设计（论文）指导手册》予以辅导，这给了我们极大的鼓舞和帮助。
导师每周三次的面授和上机指导，给论文的进展带来缕缕曙光和推动力。
更难忘实验室老师刘强和寝室同学对我的这次毕业设计的帮助与关心，使得我的工作和学习得以顺利进行。
在此谨以一颗感激之心向这些给予我极大帮助的人致以衷心的谢意。
附录：
（一）系统电路图
（二）系统程序清单
CONFIG12EQU7FH
TEMPHEQU21H
TEMPLEQU20H
REG2EQU22H
REG3EQU23H
REG4EQU24H
DATEQUP0.7
SCLKEQUP3.2
IOEQUP3.3
RSTEQUP3.4
yearDATA66H
monthDATA65H
weekDATA64H
dayDATA63H
hourDATA62H
mintueDATA61H
secondDATA60H
ORG0000H
LJMPSTART
ORG001BH
LJMPINTT1
START:
;初值
LCALLZJ
SETBEA
MOVSCON,#00H;串行输出，方式0
MOVTMOD,#10H;计数器1，方式1
MOVTL1,#00H
MOVTH1,#00H
MOV32H,#8EH
MOV31H,#00H;允许写1302
LCALLWRITE
MOV32H,#90H
MOV31H,#0A6H;1302充电，充电电流1.1MA
LCALLWRITE
;主程序~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
MAIN1:
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