单片机课程设计报告-日历

单片机原理与应用课程设计题目：系部：专业：班级：学生姓名:学号:指导教师:2013年12月22日目录1设计任务与要求............................................11.1设计任务...........................................11．2设计要求...........................................12设计方案..................................................12．1设计思路...........................................12．2芯片选择...........................................12.2.1单片机STC89C52................................12.2.2DS1302芯片....................................22.2.3LED数码管.....................................22.2.4MAX232功能简介......................42.2.574LS174功能简介.....................43硬件电路设计..............................................53．1电路设计框图........................................53．2主要单元电路的设计.................................53.2.1单片机主控制模块的设计........................53.2.2时钟电路模块的设计............................63.2.3显示模块电路...................................64主要参数计算与分析........................................74．1计算与分析.........................................75调试过程..................................................75．1硬件调试...........................................75.1.1硬件电路故障..................................75.1.2硬件调试方法..................................75．2软件调试...........................................85.2.1软件电路故障..................................85.2.2软件调试方法..................................86结论......................................................97附录.....................................................107.1电子日历PCB图.....................................107.2电子日历实物图.....................................107.3元件清单..............................117.4源程序...............................12参考文献.................................................24单片机课程设计说明书11设计任务与要求1.1设计任务本课题实验主要采用STC89C52芯片和DS1302芯片与LCD1602液晶显示屏等芯片来完成一个简易的电子万年历。改万年历可以显示年月日、时分秒，并且年月日与时分秒可以通过手动翻页显示。1．2设计要求设计一个以单片机为核心的电子万年历，可实现功能：（1）显示年、月、日、时、分和秒功能；（2）具备年、月、日、时、分和秒校准功能；2设计方案2．1设计思路系统分为主控模块、时钟电路模块、温度检测模块、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AT89C51单片机，按键模块用四个按键，用于调整时间，显示模块采用LCD1602，时钟电路模块采用DS1302时钟芯片实现对时间、日期的操作。2．2芯片选择2.2.1单片机(AT89C52)（一）AT89C52的介绍AT89C52单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O接口电路等一台计算机所需要的基本功能部件，AT89C52单片机内包含下列几个部件：（1）一个8位CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4K字节ROM程序存储器；（4）128字节RAM数据存储器；（5）两个16位定时器/计数器；（6）可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；（7）32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；（8）一个可编程全双工串行口；（9）具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。（二）AT89C52单片机的部分管脚说明：单片机课程设计说明书2AT89C52单片机采用40条引脚双列直插式器件，引脚除5V（40脚）和电源地（20脚）外，其功能分为时钟电路、控制信号、输入/输出三大部分：STC89C52引脚图STC89C52实物图（三）另外介绍一下输入输出引脚（本系统只用到P0、P1、P2口）：(1)P0端口[P0.0-P0.7]是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8个TTL。对内部Flash程序存储器编程时，接收指令字节;校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。(2)P1端口[P1.0－P1.7]是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收低8位地址信息。(3)P2端口[P2.0－P2.7]是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和控制信息。在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变2.2.2DS1302芯片DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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，具有闰年补单片机课程设计说明书3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。图2.2.2DS1302引脚功能图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传送的方法。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RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。2.2.3LED数码管本课程设计采用共阳极数码管单片机课程设计说明书42.2.4MAX232第一部分是电荷泵电路:由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从11引脚（T1IN）、10引脚（T2IN）输入转换成RS-232数据从14脚（T1OUT）、7脚（T2OUT）送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从13引脚（R1IN）、8引脚（R2IN）输入转换成TTL/CMOS数据后从12引脚（R1OUT）、9引脚（R2OUT）输出。第三部分是供电:15脚GND、16脚VCC（+5v）。2.2.574LS17474LS164为8位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：54/74164185mW54/74LS16480mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0为低电平。当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态。引脚：CLOCK：时钟输入端CLEAR：同步清除输入端（低电平有效）A，B：串行数据输入端QA－QH：输出端单片机课程设计说明书53硬件电路设计3．1电路设计框图图3.1电路设计框图3．2主要单元电路设计单元电路的设计包括主控制系统、时钟电路模块、显示模块、复位电路和稳压电路的设计。3.2.1单片机主控制模块的设计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30PF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30PF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。图3.2.1主控制系统STC89C52RC单片机主控电路DS1302时钟控制电路LED数码管显示电路电源驱动电路手动键盘控制电路单片机课程设计说明书63.2.2时钟电路模块的设计如图所示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。I/O为串行数据输入端（双向）。SCLK始终是输入端。图3.2.2DS1302的引脚图3.2.3显示模块电路显示电路采用3位共阳极LED数码管。内部的三个数码管共用a~dp这8根数据线，共有12个引脚，引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚。数码显示管需要74LS164来驱动。图3.2.3数码管与74LS164驱动电路单片机课程设计说明书74主要参数计算与分析4．1计算与分析本设计完成了设计任务的所有要求。单片机采用STC89C52，编