基于AT89S51单片机的数字万年历设计

基于AT89S51单片机的数字万年历设计摘要：本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。软件设计采用模块化结构，汇编语言编程。系统通过LCD显示数据，可以显示公历日期（年、月、日、时、分、秒）以及星期。在内容安排上首先描述系统硬件工作原理，着重介绍了各硬件接口技术和各个接口模块的功能；其次，详细的阐述了程序的各个模块和实现过程。关键词：单片机，万年历，DS1302，LCM1602DesignofdigitalcalendarbasedonMCUAT89S51ZHANGPanHenanNormalUniversityCollegeofPhysialEducationXin’xiangHe’nan453000Abstract:Thedesignisbasedondigitalintegratecircuit,microcontrollertechnologyisthecoreofthesystem.Thesoftwaredesignusesmodulestructureandadaptsmicrocontrollerassemblelanguage.Thesystemcandisplaycalendardate,includingyear,month,week,hour,minute,secondandweek.Theworkprincipleofthesystemisdiscussedinthispaper,hardwareinterfaceandmodulefunctionarereportedprimarilyinthesystem.Everymoduleofprogramisdescribedexplicitly.Keywords:MCU，Calendar，DS1302，LCM1602引言电子万年历是实现对年，月，日，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，银行大厅等场所，成为人们日常生活中的必需品。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，在此基础上完成的万年历精度高，功能易于扩展。可扩展成为诸如定时自动报警、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电路。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用有着非常现实的意义。本设计就是数字时钟简单的扩展应用。基于AT89S51单片机的数字万年历设计摘要..................................................................................................................................错误!未定义书签。1设计要求.....................................................................................................................................................22方案论证与设计.........................................................................................................................................22.1用可编程逻辑器件设计.................................................................................................................212.1.1控制器部分................................................................................................................................32.2显示部分的方案选择......................................................................................错误!未定义书签。2.3系统设计..........................................................................................................错误!未定义书签。2.3.1晶体振荡器电路………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。2.3.2分频器电路………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。2.3.3时间计数器电路…………………………………………………………………………..错误!未定义书签。2.3.4时钟电路……………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。2.3.5复位电路…………………………………………………………………………………….错误!未定义书签。2.3.6复位电路的可靠性设计………………………………………………………………………...错误!未定义书签。2.3.7按键部分………………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。2.3.8蜂鸣器电路……………………………………………………………………………………53.3.9根据各模块的功能互相连接成电子万年历的控制电路……………………………………53各硬件介绍...................................................................................................................错误!未定义书签。3.1AT89S51的引脚说明............................................................................................................................73.2发光二极管指示电路设计……………………………………………………………………………83.3蜂鸣器电路设计…………………………………………………………………………83.3.1蜂鸣器的介绍………………………………………………………………………..93.3.2蜂鸣器的结构原理…………………………………………………………………..93.4LCM1602简介…………………………………………………………………………93.5DS1302简介.................................................................................................................................104系统硬件设计所需的器材……………………………………………………………….115系统软件总体设计......................................................................................................错误!未定义书签。6系统功能介绍…………………………………………………………………………….126.1按键介绍..........................................................................................................错误!未定义书签。6.2星期计算............................................................................................................错误!未定义书签。7主程序流程图..............................................................................................................错误!未定义书签。8安装制作……………………………………………………………………………….149调试与检测安全……………………………………………………………………….1410．结束语……………………………………………………………………….1421设计要求本设计准备实现的功能：(1)显示公历日期功能（年、月、日、时、分、秒以及星期）(2)可通过按键切换年、月、日及时、分、秒的显示状态(3)可随时调校年、月、日或时、分、秒(4)可每次增减一进行时间调节(5)可动态完整显示年份，实现真正的万年历显示2方案论证与设计2.1控制器部分方案论证方案一：可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。方案二：凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大，方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些。但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高，而且就需要完成万年历这个不太复杂的设计可以不必用凌阳16位单片机来完成，采用51单片机既能够实现既定功能，成本也不高。综合考虑最后选择用51单片机来作为中心控制器件。硬件控制电路主要用了AT89S51芯片处理器、LCD显示器等。根据各自芯片的功能互相连接成电子万年历的控制电路。软件控制程序主要有主控程序、电子万年历的时间控制程序、时间显示及星期显示程序等组成。主控程序中对整个程序进行控制，进行了初始化程序及计数器、还有键盘功能程序、以及显示程序等工作，时间控制程序是电子万年历中比较重要的部分。时间控制程序体现了年、月、日、时、分、秒及星期的计算方法。时间控制程序主要是定时器0计时中断程序每隔10ms中断一次当作一个计数，每中断一次则计数加1，当计数100次时，则表示1秒到了，秒变量加1，同理再判断是否1分钟到了，再判断是否1小时到了，再判断是否1天到了，再判断是否1月到了，再判断是否1年到了，若计数到了则相关变量清除0。先给出一般年份的每月天数。如果是闰年，第二个月天数不为28天，而是29天。再用公式s＝v－1+〔(y－1/4〕－〔(y－1/100〕+〔(y－1/400〕+d计算当前显示日期是星期几，当调节日期时，星期自动的调整过来。闰年的判断规则为，如果该年份是4或100的整数倍或者是400的整数倍，则为闰年；否则为非闰年。在我们的这个设计中由于只涉及100年范围内，所以判断是否闰年就只需要用该年份除4来判断就行了。温度的显示主要3是靠ds18b20采集现在的温度数据，CPU读取数据进行显示，当各自的条件得不到满足时，对应的显示器状态就不发生改变，只是在满足条件的情况下，显示器的状态才变化。图1单片机控制电路Fig.1SCMControlcircuit2.2显示部分的方案论