摘要本設計是基于51系列的單片機進行的實時日歷和時鐘顯示設計，可以顯示年月日時分秒及周信息，具有可調整日期和時間功能。在設計的同步對單片機的理論基礎和外圍擴展知識進行了比較全面準備。實時日歷和時鐘顯示的設計過程在硬件與軟件方面進行同步設計。硬件部分重要由AT89S52單片機，LED顯示電路，以及調時按鍵電路等構成，系統通過LED顯示數據，因此具有人性化的操作和直觀的顯示效果。軟件方面重要包括時鐘程序、鍵盤程序，顯示程序等。本系統以單片機的匯編語言進行軟件設計，為了便于擴展和更改，軟件的設計采用模塊化構造，使程序設計的邏輯關系愈加簡潔明了，以便更簡樸地實現調整時間及日期顯示功能。所有程序編寫完畢后，在wave軟件中進行調試，確定沒有問題后，在Proteus軟件中嵌入單片機內進行仿真。關鍵詞：AT89S52；DS1302；LEDAbstractThisdesignisbasedon51seriesmonolithicintegratedcircuitsofareal-timecalendarandtheclockshowsthedesign,youcanshowhowandwhenaweek,hasmayadjustthedateandtimefunctions.inthedesignformonolithicintegratedcircuits,andperipheraltoexpandthebasictheoriesofknowledgewasfairlycomprehensivepreparation.Real-timecalendarandtheclockshowsthedesigninhardwareandsoftwaredesignofhardwarethatissynchronized.theleddisplayat89s52monolithicintegratedcircuits,andwhenshouldtheelectricalcircuits,thesystemthroughtheleddisplaydatasobehumanizedoperateandintuitivethateffect.includingthesoftwareapplicationprograms,thekeyboard,theprogram,etc.Thissystemtomonolithicintegratedcircuitsoftheassemblylanguageforeasilydevelopingsoftwaredesign,andchanges,softwaredesigntousemodulardesign,theprogramminglogicalrelationshipwithmoreandmoresoastorealizethetimeanddatedisplaythefunctions.allproceduresinwritingafterwaveofdebuggingthesoftwareandmakenoquestionoftheproteussoftwareembeddedmonolithicintegratedcircuits.KeyWords：AT89S52;DS1302;LED目錄1概述 12設計方案論證 22.1功能規定 22.2方案確定 22.2.1單片機芯片的選擇方案和論證 22.2.2顯示模塊選擇方案和論證 32.2.3時鐘芯片的選擇方案和論證 32.2.4電路設計最終方案確定 33主控制器和外圍器件 43.1AT89S52單片機 43.2DS1302時鐘芯片 43.2.1DS1302芯片簡介 43.2.2DS1302的應用 83.3數碼管LED 83.4譯碼器74HC138 93.5鎖存器74LS244 94硬件設計 104.1電路設計框圖 104.2系統概述 104.3電源設計 104.4單片機的復位電路 114.5單片機系統的晶振電路 114.6主電路設計 125軟件設計 135.1主程序設計 135.2鍵盤子程序設計 145.3日歷時鐘子程序設計 165.4顯示子程序設計 186系統調試 186.1軟件調試 186.2硬件調試 197結論 20道謝 22參照文獻 23附錄 24附錄Ⅰ硬件電路圖 24附錄Ⅱ主程序源代碼 25附錄Ⅲ外文翻譯原文 39附錄Ⅳ外文翻譯譯文 50-1概述在日新月異的二十一世紀里，家用電子產品得到了迅速發展。許多家電設備都趨于人性化、智能化，這些電器設備大部分都具有CPU控制器或者是單片機。單片機以其高可靠性、高性價比、低電壓、低功耗等一系列長處，近幾年得到迅猛發展和大范圍推廣，廣泛應用于工業控制系統、通訊設備、平常消費類產品和玩具等。并且已經深入到工業生產的各個環節以及人民生活的各個方面，如車間流水線控制、自動化系統等、智能型家用電器（冰箱、空調、彩電）等。用單片機來控制的小型家電產品具有便攜實用，操作簡樸的特點。時鐘，自從它發明的那天起，就成為人類的朋友，但伴隨時間的推移，科學技術的不停發展，人們對時間計量的精度規定越來越高，應用越來越廣。怎樣讓時鐘更好的為人民服務，怎樣讓我們的老朋友煥發青春呢？這就規定人們不停設計出新型時鐘。現今，高精度的計時工具大多數都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術，因此走時精度高，穩定性好，使用以便，不需要常常調校，數字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼替代機械式傳動，用LED顯示屏替代顯示屏替代指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好。時鐘電路在計算機系統中起著非常重要的作用，是保證系統正常工作的基礎。在一種單片機應用系統中，時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統正常工作的基準振蕩定期信號，重要由晶振和外圍電路構成，晶振頻率的大小決定了單片機系統工作的快慢；二是指系統的原則定期時鐘，即定期時間，它一般有兩種實現措施：一是用軟件實現，即用單片機內部的可編程定期/計數器來實現，但誤差很大，重要用在對時間精度規定不高的場所；二是用專門的時鐘芯片實現，在對時間精度規定很高的狀況下，一般采用這種措施，經典的時鐘芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以滿足高精度的規定。本文設計的日歷和時鐘的顯示廣泛用于小型智能家用電子產品，如電子鐘。運用單片機進行控制，實時時鐘芯片DS1302進行記時，外加掉電存儲電路和顯示電路，可實現時間的調整和顯示。電子鐘既可廣泛應用于家庭,也可應用于銀行、郵電、賓館、醫院、學校、企業、商店等有關行業的大廳，以及單位會議室、門衛等場所。因而，此設計具有相稱重要的現實意義和實用價值。2設計方案論證2.1功能規定1、能顯示年、月、日、時、分、秒、星期2、能對時間進行手動修正3、采用24小時制4、使用LED顯示時間參數5、上電后，電子鐘顯示“1月1日”“1時1分1秒星期1對時，分，秒，日，月，年高位為0時做消隱處理，只顯示單個數字以增強其可讀性。2.2方案確定2.2.1單片機芯片的選擇方案和論證方案一:采用89C51芯片作為硬件關鍵，采用FlashROM，內部具有4KBROM存儲空間,能于3V的超低壓工作,并且與MCS-51系列單片機完全兼容,不過運用于電路設計中時由于不具有ISP在線編程技術,當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片導致一定的損壞。方案二:采用AT89S52,片內ROM全都采用FlashROM；能以3V的超底壓工作；同步也與MCS-51系列單片機完全該芯片內部存儲器為8KBROM存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片多次拔插，因此不會對芯片導致損壞。因此選擇采用AT89S52作為主控制系統.2.2.2顯示模塊選擇方案和論證方案一：采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,不過價格昂貴,需要的接口線多,因此在此設計中不采用LED液晶顯示屏。方案二：采用點陣式數碼管顯示，點陣式數碼管是由八行八列的發光二極管構成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數字顯得太揮霍,且價格也相對較高,因此也不用此種作為顯示。方案三：采用LED數碼管動態掃描,LED數碼管價格適中,對于顯示數字最合適,并且采用動態掃描法與單片機連接時,占用的單片機口線少。因此采用了LED數碼管作為顯示。2.2.3時鐘芯片的選擇方案和論證方案一：直接采用單片機定期計數器提供秒信號，使用程序實現年、月、日、星期、時、分、秒計數。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節省成本，不過，實現的時間誤差較大。因此不采用此方案。方案二：采用DS1302時鐘芯片實現時鐘，DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年賠償的年進行計數，并且精度高,位的RAM做為數據暫存區，工作電壓2.5V～5.5V范圍內，2.5V時耗電不不小于300nA.2.2.4電路設計最終方案確定綜上各方案所述,對本次作品的方案選定:以單片機AT89S52為主控制器，時間數據是通過時鐘芯片DS1302來讀取，并通過LED數碼管顯示出來，并用鍵盤來完畢對目前時間的調整。3主控制器和外圍器件3.1AT89S52單片機AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，使用ATMEL企業高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。并具有如下原則功能：8k字節Flash，256字節RAM，32位I/O口線，看門狗定期器，2個數據指針，三個16位定期器/計數器，一種6向量2級中斷構造，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。此外，AT89S52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，容許RAM、定期器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保留，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一種中斷或硬件復位為止。3.2DS1302時鐘芯片3.2.1DS1302芯片簡介低功耗時鐘芯片DS1302可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，且具有閏年賠償等多種功能。DS1302用于數據記錄，尤其是對某些具有特殊意義的數據點的記錄上，能實現數據與出現該數據的時間同步記錄。這種記錄對長時間的持續測控系統成果的分析以及對異常數據出現的原因的查找有重要意義。采用DS1302作為記錄測控系統中的數據記錄，其軟硬件設計簡樸，時間記錄精確，既防止了持續記錄的大工作量，又防止了定期記錄的盲目性，給持續長時間的測量、控制系統的正常運行及檢查都來了很大的以便，可廣泛應用于長時間持續的測控系統中。在測量控制系統中，尤其是長時間無人職守的測控系統中，常常需要記錄某些具有特殊意義的數據及其出現的時間。記錄及分析這些特殊意義的數據，對測控系統的性能分析及正常運行具有重要的意義。老式的數據記錄方式是隔時采樣或定期采樣，沒有詳細的時間記錄，因此只能記錄數據而無法精確記錄其出現的時間；若采用單片機計時，首先需要采用計數器，占用硬件資源，另首先需要設置中斷、查詢等，同樣花費單片機的資源，并且某些測控系統也許不容許。而在系統中采用DS1302則能很好地處理這個問題。DS1302的性能特性·實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年賠償的年進行計數；·用于高速數據暫存的31×8位RAM；·至少引腳的串行I/O；·2.5～5.5V電壓工作范圍；·2.5V時耗電不不小于300nA；·用于時鐘或RAM數據讀/寫的單字節或多字節（脈沖方式）數據傳送方式；·簡樸的3線接口；·可選的慢速充電（至VCC1）的能力。DS1302時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節的靜態RAM。它通過一種簡樸的串行接口與微處理器通信。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于不不小于31天的月和月末的日期自動進行調整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24h或帶AM（上午）/PM（下午）的12h格式。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多種字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302有主電源/后備電源雙電源引腳：VCC1在單電源與電池供電的系統中提供低電源，并提供低功率的電池備份；VCC2在雙電源系統中提供主電源，在這種運用方式中，VCC1連接到備份電源，以便在沒有主電源的狀況下能保留時間信息以及數據。DS1302由VCC1或VCC2中較大者供電。當VCC2不小于VCC1+0.2V時，VCC2給DS1302供電；當VCC2不不小于VCC1時，DS1302由VCC1供電。DS1302數據操作原理DS1302在任何數據傳送時必須先初始化，把RST腳置為高電平，然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器，數據在SCLK的上升沿被輸入。無論是讀周期還是寫周期，開始8位指定40個寄存器中哪個被訪問到。在開始8個時鐘周期，把命令字節裝入移位寄存器之后，此外的時鐘周期在讀操作時輸出數據，在寫操作時寫入數據。時鐘脈沖的個數在單字節方式下為8加8，在多字節方式下為8加字節數，最大可達248字節數。圖3-1DS1302管腳圖假如在傳送過程中置RST為低電平，則會終止本次數據傳送，并且I/O引腳變為高阻態。上電運行時，在VCC>=2.5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。DS1302的管腳圖如圖3-1所示，表3-2為各引腳的功能。引腳號引腳名稱功能1VCC2主電源2，3X1，X2振蕩源，外接32768HZ晶振4GND地線5RST復位/片選線6I/O串行數據輸入/輸出端（雙向）7SCLK串行時鐘輸入端8VCC1后備電源表3-2DS1302引腳功能表DS1302的控制字如圖3-3所示。控制字節的最高有效位（位7）必須是邏輯1；假如它為邏輯0，則不能把數據寫入到DS1302中。位6假如為0，則表達存取日歷時鐘數據；為1表達存取RAM數據。位5～1（A4～A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0）如為0，表達要進行寫操作；為1表達進行讀操作。控制字節總是從最低位開始輸入/輸出。圖3-3控制字節的含義為了提高對32個地址的尋址能力（地址/命令位1～5＝邏輯1），可以把時鐘/日歷或RAM寄存器規定為多字節（burst）方式。位6規定期鐘或RAM，而位0規定讀或寫。在時鐘/日歷寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存儲數據。在多字節方式中，讀或寫從地址0的位0開始。必須按數據傳送的次序寫最先的8個寄存器。不過，當以多字節方式寫RAM時，為了傳送數據不必寫所有31字節。不管與否寫了所有31字節，所寫的每一字節都將傳送至RAM。數據讀寫程序如圖3-4所示。≈≈SCLKK≈≈RSTI/OI/O5713572102460≈46R/CA2A3A0A1R/WA41≈DATAI/OBYTEDATAI/OBYTE圖3-4數據讀寫程序DS1302共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘有關，寄存的數據位為BCD碼形式，其日歷、時間寄存器及其控制字見表3-5，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作。寄存器命令碼數據范圍寄存器中各位的內容名稱地址寫讀76543210秒00H80H81H00~59CH秒數據分01H82H83H00~590分數據時02H84H85H01~12或00~2312/24010/AP時數據日03H86H87H01~28，2930，3100日數據月04H88H89H01~12000月數據星期05H9AH8BH01~0700000星期數據年06H8CH8DH00~99年數據多字節讀寫BEHBFH——表3-5片內時鐘數據寄存器3.2.2DS1302的應用實時時鐘芯片DS1302采用串行數據傳播，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，也可以關閉充電功能，芯片采用32768Hz晶振。要尤其闡明的是，備用電源BT1可以用電池或超級電容（10萬μF以上）。雖然DS1302在主電源掉電后耗電很小，但假如要長時間保證時鐘正常，最佳選用小型充電電池。如堅決電時間較短（幾小時或幾天），可以用漏電較小的一般電解電容替代（100μF就可以保證1小時的正常走時）。DS1302在第一次加電后，需進行初始化操作。初始化后就可以按正常措施調整時間。DS1302的時鐘電路如圖3-6所示。圖3-6DS1302時鐘電路3.3數碼管LEDLED顯示屏由若干個發光二極管構成，當發光二極管導通時，對應的一種筆畫或一種點就發光。控制對應的管導通，就能顯示出對應字符。各段LED顯示屏需要由驅動電路驅動。在七段LED顯示屏中，一般將各段發光二極管的陰極或陽極連在一起作為公共端。將各段發光二極管連在一起的叫共陽極顯示屏，用低電平驅動；將陰極連在一起的叫共陰極顯示屏，用高電平驅動。靜態顯示就是每一種顯示屏各筆畫段都要獨占具有一種鎖存功能的輸出口線，CPU把要顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示屏上顯示所需的數字或符號，此后，雖然CPU不在去訪問它，由于各筆畫段借口具有鎖存功能，顯示的內容也不會消失。動態顯示是指顯示屏顯示某一字符時，對應段的發光二極管恒定地導通或截止。靜態顯示有并行輸出和串行輸出兩種方式。在本系統中數碼管使用共陰極接法并且是用動態顯示。3.4譯碼器74HC13874HC138譯碼器是通過3條線來到達控制8條線的狀態，就是通過3條控制線A0、A1、A2不一樣的高下電平組合來控制Y0～Y7的輸出狀態，其中4和5為使能地端，與8引腳共同接地，當接高電平時Y0到Y7輸出高電平。6號腳為使能端，為高電平時有效。74HC138封裝如圖3-7。當需要級聯時只需要變化使能端信號引腳即可，連接措施簡樸。圖3-774HC138封裝圖3.5鎖存器74LS24474ls244由2組、每組四路輸入、輸出構成。每組有一種控制端G，由控制端的高或低電平決定該組數據被接通還是斷開。圖3-874LS244引腳圖4硬件設計4.1電路設計框圖AT89S52AT89S52主控制模塊DS1302時鐘模塊LED數碼管動態掃描顯示模塊鍵盤模塊復位電路時鐘電路4.2系統概述本電路是由AT89S52單片機為控制關鍵，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年賠償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多種字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一種31*8的用于臨時性寄存數據的RAM寄存器。可產生年、月、日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同步具有掉電自動保留功能；顯示部份由15個數碼管，74Hs138、74ls244構成。使用動態掃描顯示方式對數字的顯示。硬件的構造和可靠性直接影響著整個系統的可靠性，因此合理的安排電路能提高電子產品的性能。4.3電源設計在這里因設計分工和側重點不一樣，電源模塊用通用的5v變壓器。4.4單片機的復位電路圖4-2手動復位電路在系統運行的過程中，有時也許對系統需要進行復位，為了防止對硬件系統常常加電和斷電導致的損害，設計了手動的復位電路。如圖4-2所示。這種電路的設計，在系統的運行過程中需要復位時，只需使開關閉合，在RST端就會出現一定期間的高電平信號，從而使單片機實現復位。4.5單片機系統的晶振電路單片機必須在時鐘的驅動下才能進行工作。MCS-51系列單片機內部均有一種時鐘振蕩電路，只需外接晶振源，就能產生一定頻率的時鐘信號送到單片機的內部的各個單元，決定單片機的工作速度。圖4-3就是內部時鐘工作方式的電路圖，這是一種常用的方式。這種方式是外界振蕩源，本設計就采用這種外接晶振的措施。電路中的兩個電容的作用有兩個：一是協助振蕩器起振（C1C2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。）；二是對振蕩器的頻率起到微調的作用（C1C2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。C1C2的值采用30pF。圖4-3單片機內部晶振電路連接圖4.6主電路設計主電路的功能是完畢年、月、日、星期、時、分、秒之間的轉換，再送往LED顯示，并且接受鍵盤操作，對日期和時間進行校正。電路原理圖如圖4-4所示，顯示部分用P0口做為輸出數據接到LED數碼管a到h，并接74ls244做為各段的驅動（為了簡化電路圖在此用了8個上拉電阻替代74ls244）。用P3口的低3位接譯碼器的A0,A1,A2端，用P3.3,P3.4,P3.5分別接譯碼器的使能端，通過控制P3口來控制LED的動態掃描。單片機的18和19引腳接12MHZ的晶振，并接兩個22PF的電容同步接地，單片機復位端接一極性電容并連接到電源處，在極性電容的負極接一10K的電阻，并連接至地做為放電用。本設計用到四個獨立式鍵盤分別接到P1口的低4位，用P1口的P1.4,P1.5,P1.6接日歷時鐘的使能端和時鐘端及數據輸入輸出口，并在日歷時鐘上接一32.768KHZ的晶振，并接兩個22PF的電容終端和地相連，各芯片的電源部分分別接到有開關式電源產生的＋5V電源上，芯片的接地端都接在公共地上，在這里接電源部分就不再一一詳述。設計采用動態顯示，輪番掃描各個LED使之顯示對應的數型碼，當掃描頻率不小于人眼所能識別的頻率時就看不到閃爍現象。動態顯示的亮度不如靜態顯示，但靜態顯示占用的I/O口資源較多，往往用移位寄存器74LS164等來擴充其I/O口局限性的狀況，當顯示位數較多時，這樣勢必增長硬件開銷，增大成本，不利于開闊市場。本設計的突出之處在于硬件電路簡樸，大大減少了硬件開銷，這樣又勢必增長了軟件開發的難度，但減少了成本有助于市場的開闊。圖4-4電路原理圖5軟件設計軟件的設計是設計控制系統的應用程序。其任務是在整體設計和硬件設計的基礎上，確定程序構造，分派內RAM資源，劃分功能模塊，然后進行主程序和各模塊程序的設計，最終連接起來成為一種完整應用程序，與硬件相結合完畢對應功能。5.1主程序設計主程序才用模塊化設計，流程圖如圖5-1所示。從上面主程序看出，主程序的構成是通過度別調用各子程序構成總體系統功能，能很直觀的看出主程序所要完畢的功能，首先是初始化各模塊，之后調用鍵盤完畢時間的調整，調用日歷子程序完畢日歷時鐘的初始化和時間數據的讀寫，調用顯示子程序顯示數據，最終又轉到鍵盤程序來回循環。初始化部分重要有初始化定期器部分和和某些寄存器、標志位、初始化時間等。對定期器T0初始化時，首先置初值，CPU開中斷，定期器T0開中斷，并且開始計數，而對定期器T1初始化時，首先置初值，定期器T1關中斷，并且停止計數，只有收到命令時才能產生中斷。開始初始化T0并開中斷開始初始化T0并開中斷初始化T1并關中斷寄存器初始化標志位初始化初始化時間調鍵盤子程序調日歷子程序調顯示子程序結束標志位初始化是對時間調整時判斷是調分還是調時等而專設的位標志，初始化過程中標志位所有置0，即開始時是處在顯示狀態，而不是調整狀態，這一點在程序中相稱明了。初始化時間是開機時顯示的時間，并通過調用日歷時鐘的寫程序來完畢時間的置初值。圖5-1程序流程圖5.2鍵盤子程序設計多功能鍵盤程序的設計是本設計的難點，也是完畢本設計的重點，當有鍵按下時，調用10ms延時程序，再判斷與否有鍵按下無則返回，若有先調用顯示程序再判斷與否松開，否則再轉到顯示程序，這樣防止了在按鍵松開之前能正常顯示。其中K1鍵功能最多，通過判斷K1鍵按下的次數來判斷是調時間還是定期，并對對應的位置閃爍。本鍵盤深度為7級，即持續按下K1鍵8次時則返回到本來界面。當判斷鍵值為1時則為調秒狀態，對應的秒低位閃爍，為2時為調分狀態并分閃爍，為3時為調時狀態并時閃爍，為4時為調日狀態并日閃爍，為5時為調月狀態并月閃爍，為6時為調年狀態并年閃爍，為7時為調星期狀態并星期閃爍。K2為加1鍵，K3為減1鍵，K4為總返回鍵，即在調時見時不用只有按下K1鍵值為8才返回，而通過按下K4鍵即可返回。由于鍵盤流程圖非常復雜，在此只表達秒，如圖5-2所示，其他略。NN開始有鍵按下？延時10msK2按下？K3按下？K4按下？K1按下？調顯示K1為0？鍵值加1Y調顯示有鍵按下？鍵值清0標志位清0返回回NNNYNYN下頁1YYY下頁31鍵值為1？調顯示秒閃爍秒標志位置1K2按下？K3按下？秒減1秒數據送DS1302秒加13YNYY鍵值為？N。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。圖5-2鍵盤子程序流程圖1鍵值為1？調顯示秒閃爍秒標志位置1K2按下？K3按下？秒減1秒數據送DS1302秒加13YNYY鍵值為？N。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。圖5-2鍵盤子程序流程圖5.3日歷時鐘子程序設計DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。日歷時鐘DS1302的讀寫需要初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳播都是從主機啟動寫時序開始，假如規定單總線器件回送是低位在先。讀寫都是16位數據高8位是地址低8位是數據，在讀寫時要嚴格遵從其讀寫時序，否則讀寫將會失效。當RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化，容許對DS1302進行操作。假如在傳送過程中RST置為低電平，則會終止本次數據傳送，I/O引腳變為高阻態。上電運行時，在Vcc≥2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平，這一點我們要一定注意。當RST置為高電平時，在串行時鐘的SCLK的上升沿，DS1302從I/O端口讀入一位數據，8個串行時鐘脈沖就可以讀入一字節的數據。在串行時鐘的下降沿，DS1302向I/O端口輸出一位數據，8個串行時鐘脈沖就可以輸出一字節的數據。顯示子程序設計電子產品與否實用其中顯示占了很重要的地位，諸多數人都渴求用視覺效果好，范圍廣，直觀明了，LED符合以上的規定，但對應的硬件設計相對復雜。RST置1RST置1開始發送1位命令碼命令碼8位送完？寫一位數據數據寫完？RST置0（a）時鐘寫結束開始RST置1發送1位命令碼命令碼8位送完？讀一位數據數據讀完？RST置0結束（b）時鐘讀圖5-3日歷時鐘的寫和讀NYYYYNNN5.4顯示子程序設計本設計的顯示部分具有消隱和閃爍功能，當時分秒等高位為0時顯示消隱，此時在讀時間時愈加明了，但低位不能顯示消隱。閃爍功能也是本設計的一種難點，本設計采用8個位標志位，其中一種標志位通過用定期器0產生一種周期大概為每秒1.5次，使閃爍時效果到達最佳。此時定期器采用定期中斷的工作方式，這樣可以充足運用CPU資源。此外7個標志位是時分秒等的位標志位，當秒標志位置1時即秒開閃爍，與用中斷產生的標志位相結合，即在一種周期內為0時此時消隱為1時開顯示，這樣就使在調時間時對應的位閃爍。6系統調試單片機系統通過總體設計，完畢了硬件和軟件設計開發。通過軟件和硬件相結合系統即可運行。但編制好的程序或焊接好的線路不能按估計的那樣正常工作是常見的事，常常會出現某些硬件、軟件上的錯誤，這是軟件和硬件開發者常常遇見的，這就需要通過調試來發現錯誤并加以改正。調試可分為硬件調試和軟件調試。本設計系統的已經在PC機上用模擬開發軟件進行了檢測和調試，并運行成功，最終進行實物圖的硬件組裝與調試，這樣就給開發者在提供了以便。6.1軟件調試本設計是在Proteus軟件和Wava6000軟件相結合調試的，完全用仿真軟件在PC機上對目的電路原理圖和程序進行檢測和調試。調試過程中單片機對應輸入端由通用鍵盤和鼠標設定，運行狀態、各寄存器狀態、端口狀態等都可以在指定的窗口區域顯示出來，以確定程序運行有無錯誤。目的程序糾錯：該階段工作一般在目的程序編輯時就完畢。一般來說，仿真軟件能為顧客輸入的程序指令糾錯，包括書寫格式、標號未定義或多重定義、轉移地址溢出等錯誤。整體程序調試：即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調試，看與否能實現估計的功能顯示。在這階段若發生故障，可以考慮各子程序在運行時與否破壞現場，數據緩沖單元與否發生沖突，標志位的建立和清除在設計上與否失誤，堆棧與否溢出，輸入輸出狀態與否正常等。通過多次修改程序最終調試出來理想的效果，如圖6-1所示圖6-1Proteus仿真用軟件模擬器調試不需任何在線仿真器，也不需要顧客樣機，直接就可以在PC機上開發和調試。調試和修改完畢后可以直接使用編程器將軟件固化在目的系統ROM中，然后投入運行。6.2硬件調試焊接電路板如圖6-2所示單片機應用系統的硬件調試和軟件調試是分不開的，許多硬件故障在軟件調試時才能發現，但一般要先排除系統中明顯的硬件故障。調試工作可以分為四步：線路檢查：根據硬件邏輯設計圖，仔細檢查樣機線路與否連接對的，并查對元器件的型號、規格和安裝與否符合規定，必要時可用萬用表檢測線路通斷狀況。電源調試：樣機的第一次通電測試很重要，若樣機中存在電源故障，則加電后將導致器件損壞。調試的措施有兩種：一種是斷開樣機穩壓電源的輸出端，檢查空載時電源工作狀況；另一種是拔下樣機上的重要集成芯片，檢查電源的負載能力（用假負載）。保證電源無端障并性能符合設計規定。通電檢查：在保證電源良好前提下，接通電源。最佳在電源與其他電路之間串接一種電流表。若接通后電流很大，必須立即切斷電源。電源大得超過正常范圍，闡明電路中有短路或故障。通電檢查的重要目的是看系統與否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常。如圖6-2焊接電路板檢查芯片的邏輯關系與否出錯：加電后檢查各芯片插座上有關引腳的電位，仔細測量對應的輸入輸出電平與否正常。單片機系統大都是數字邏輯電路，使用電平檢查法可首先查出邏輯設計與否對的，選用器件和連接關系與否符合規定等。本設計特點突出，性價比高，適合于家庭掛歷，有很高應用價值。7結論硬件系統關系到所要設計的電子產品好懷，如系統抗干擾性等，因此要合理的安排盡量減少干擾提高性能。單片機是很輕易受干擾的控制器，當采用外部晶振時，應盡量讓其靠近單片機減少對其干擾，防止程序亂飛現象。同步還可以采用隔離等方式減少干擾，硬件系統設計的好壞很大部分來源于經驗，因此我們要有動手的好習慣。軟件設計是關鍵部分，具有多樣化，靈活性高，易移植等長處，要深深理會各指令的含義才能愈加純熟應用，中斷的合理運用可以減少CPU運用資源，具有執行效率高等長處，本設計用到定期器中斷以減少對CPU的占用，更好的處理其他功能。軟件的設計大部分采用模塊化設計的措施以以便調試，并使其可讀性大大增強，以便更改和移植。在這次設計中我學到了諸多，也發現了自己的局限性，也難免有錯誤之處，敬請提出！道謝不知不覺，十二周的畢業設計結束了。我的畢業論文已整頓完畢，電路調試進展良好。畢業設計的完畢意味著我的大學學習生活即將結束，從此我將進入一種新的人生旅途、開始一段嶄新的生活——工作。在此，我衷心地感謝所有在我做畢業設計期間協助過我的人。首先我要感謝XX老師、XX老師XX老師的大力協助和支持。在整個設計過程當中，為我的畢業設計帶來了很大以便。同步在我完畢畢業設計的過程中提供了諸多指導性的意見，使我受益匪淺。在此，我衷心感謝老師們予以我的協助和教育。此外，還要衷心感謝其他所有對本課題的研究和論文撰寫有過協助的同學。最終，我要感謝我的母校——XXXXXXX，在校期間，這里給我留下了美好的回憶。尤其是在我即將踏上工作崗位的同步，畢業設計整個過程給了我這樣一種鍛煉的機會，使我加深了對此前知識的理解和鞏固，拓寬了知識面，也提高了我對所學知識的綜合應用能力。祝愿母校的未來更美好！ 參照文獻[01]何宏主編.單片機原理與接口技術.北京：國防工業出版社..07[02]楊西明,朱騏主編.單片機編程與應用入門.北京:機械工業出版社..06[03]先鋒工作室編著.單片機程序設計實例.北京:清華大學出版社..01[04]謝宜仁主編.單片機實用技術問答.北京:人民郵電出版社..02[05]孫江宏,李良玉等編著.Protel99電路設計與應用.北京:機械工業出版社..07[06]房小翠,王金鳳編著.單片機實用系統設計技術.北京:國防工業出版社.1999.06[07]秦曾煌主編.電工學（電子技術）.北京：高等教育出版社，[08]何立民.單片機高級教程應用與設計.北京：北京航空航天大學出版社，[09]劉國榮單片微型計算機技術.北京：機械工業出版社，1996[10]王迎旭.單片機原理與應用.北京：機械工業出版社，[11]于永權.ATMEL89系列單片機應用技術.北京：北京航空航天大學出版社，[12]高峰.單片微型計算機原理與接口技術.北京：科學出版社，[13]多種網絡教程及其他附錄附錄Ⅰ硬件電路圖附錄Ⅱ主程序源代碼ZHUANBIT50H;閃爍標志位輔助標志位ZHUAN1BIT51H;年開閃爍的標志位ZHUAN2BIT52H;月開閃爍的標志位ZHUAN3BIT53H;日開閃爍的標志位ZHUAN4BIT54H;時開閃爍的標志位ZHUAN5BIT55H;分開閃爍的標志位ZHUAN6BIT56H;秒開閃爍的標志位ZHUAN7BIT57H;星期開閃爍的標志位ORG0000HLJMPSTART;開始并初始化ORG000BH;定期/計數T0中斷LJMPZDUANORG001BH;定期/計數T1中斷LJMPZDUAN2ZDUAN:MOVTH0,#00H;使ZHUAN由正到負周期大概為1.5即當開閃爍時每秒大概閃爍1.5次環境MOVTL0,#00HDJNZR7,ZDUAN1;循環指令CPLZHUAN;閃爍標志位求反MOVR7,#3ZDUAN1:RETI;中斷返回ZDUAN2:MOVTH1,#0FCHMOVTL1,#43HCPLP3.0RETIORG0100HSTART:MOVSP,#70H;設堆棧MOVTMOD,#11H;T0,TI工作方式1MOVTH0,#00HMOVTL0,#00HMOVTH1,#0FCHMOVTL1,#43HSETBEA;開放CPUSETBET0;開放T0中斷SETBTR0;啟動T0工作CLRZHUAN1;初始化標志位CLRZHUAN2CLRZHUAN3CLRZHUAN4CLRZHUAN5CLRZHUAN6CLRZHUAN7MOVR7,#3MOV5FH,#00H;初始化寄存器MOV30H,#01H;時間賦初始值MOV31H,#01HMOV32H,#01HMOV33H,#01HMOV34H,#01HMOV35H,#01HMOV36H,#10HSETBP1.4;啟動設置寫保護寄存器MOVA,#10001110B;命令字節，07H寄存器寫ACALLWBYTEMOVA,#00H;容許寫數據字節ACALLWBYTECLRP1.4;RST=0,停止傳送MOVR0,#30H;數據寄存首地址MOVR2,#8;寫8個字節SETBP1.4;啟動持續寫8個字節MOVA,#0BEH;設多字節寫命令字LCALLWBYTECHUSHI:MOVA,@R0;取數據LCALLWBYTE;寫一種字節INCR0DJNZR2,CHUSHI;循環寫8個字節;主程序MAIN:LCALLJIAN;調鍵盤子程序LCALLRILI;調日歷時鐘程序LCALLXIAN;調顯示程序SJMPMAIN;鍵盤程序JIAN:MOVP1,#0FFH;初始MOVA,P1CPLAJNZJI1;判鍵按下LJMPJIAN4JI1:LCALLDELAY;調延時CPLAJNZJI2LJMPJIAN4JI2:JNBP1.1,JIAN3;判K2鍵為0轉JNBP1.2,JIAN3;判K3鍵為0轉JIAN0:MOVP1,#0FFHJNBP1.3,JIAN3;判K4鍵為0轉JNBP1.0,JIAN1;判K1鍵為0轉LJMPJIANXJIAN1:LCALLDELAY;調延時去抖動JBP1.0,JIANX;為1就是鍵抖動JIAN11:LCALLXIAN;調顯示JNBP1.0,JIAN11;判鍵K1松開MOVA,5FHADDA,#1;寄存器加1MOV5FH,ACJNEA,#8,JIANXLJMPJIAN3JIANX:MOVA,5FHCJNEA,#1,JIA1;比較轉移指令A不等于#時，轉移LJMPTIAOM;轉調秒子程序JIA1:MOVA,5FHCJNEA,#2,JIA2LJMPTIAOF;轉調分子程序JIA2:MOVA,5FHCJNEA,#3,JIA3LJMPTIAOS;轉調時子程序JIA3:MOVA,5FHCJNEA,#4,JIA4LJMPTIAOR;轉調日子程序JIA4:MOVA,5FHCJNEA,#5,JIA5LJMPTIAOY;轉調月子程序JIA5:MOVA,5FHCJNEA,#6,JIA6LJMPTIAON;轉調年子程序JIA6:LJMPTIAOX;轉調星期子程序JIAN3:CLRZHUAN1;標志位清0CLRZHUAN2CLRZHUAN3CLRZHUAN4CLRZHUAN5CLRZHUAN6CLRZHUAN7MOV5FH,#00HJIAN2:LCALLXIAN;調顯示子程序MOVA,P1CPLAJNZJIAN2JIAN4:RET;調秒TIAOM:SETBZHUAN6;秒閃爍標志位置1LCALLXIANJNBP1.1,MIAOZ;加轉移JNBP1.2,MIAOJ;減轉移LJMPJIAN0MIAOZ:LCALLDELAY;調延時去抖動JNBP1.1,MIAOZ1LJMPJIAN0MIAOZ1:LCALLXIANJNBP1.1,MIAOZ1;判鍵K2松開MOVA,30H;取秒數據ADDA,#1;加1DAA;十進制調整指令MOV30H,A;送回秒寄存器CJNEA,#60H,MIAOZ2MOV30H,#00H;秒值過60為0LJMPMIAOZ2MIAOJ:LCALLDELAY;調延時去抖動JNBP1.2,MIAOJ1LJMPJIAN0MIAOJ1:LCALLXIANJNBP1.2,MIAOJ1;判鍵K3松開MOVA,30H;取秒數據MOVB,#10HDIVAB;A除以BMOV61H,B;數據個位放到61HMOVB,#10MULAB;A乘以BADDA,61H;不帶進位加法DECA;A減1MOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV30H,ACJNEA,#96H,MIAOZ2MOV30H,#59HMIAOZ2:MOVA,30HANLA,#0FH;分離低四位MOV40H,A;存數據到寄存器MOVA,30HSWAPA;半字節互換ANLA,#0FHMOV41H,A;存數據到寄存器SETBP1.4;啟動設置寫保護寄存器MOVA,10001110B;命令字節，寄存器07HACALLWBYTEMOVA,#00H;容許寫數據字節ACALLWBYTECLRP1.4;停止傳送SETBP1.4;啟動寫MOVA,#80H;秒寫命令字節LCALLWBYTEMOVA,30H;寫秒數據到DS1302LCALLWBYTELCALLXIANLJMPJIAN0RET;調分TIAOF:CLRZHUAN6;清秒標志位SETBZHUAN5;置分標志位LCALLXIANJNBP1.1,FENZ;加轉移JNBP1.2,FENJ;減轉移LJMPJIAN0FENZ:LCALLDELAY;調延時去抖動JNBP1.1,FENZ1LJMPJIAN0FENZ1:LCALLXIANJNBP1.1,FENZ1;判鍵K2松開MOVA,31H;取秒數據ADDA,#1;加1DAA;十進制調整指令MOV31H,A;送回分寄存器CJNEA,#60H,FENZ2MOV31H,#00H;值過60為0LJMPFENZ2FENJ:LCALLDELAY;調延時去抖動JNBP1.2,FENJ1LJMPJIAN0FENJ1:LCALLXIANJNBP1.2,FENJ1;判鍵K3松開MOVA,31H;取秒數據MOVB,#10HDIVAB;A除以BMOV62H,B;數據個位放到62HMOVB,#10MULAB;A乘以BADDA,62H;不帶進位加法DECA;A減1MOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV31H,ACJNEA,#96H,FENZ2MOV31H,#59HFENZ2:MOVA,31HANLA,#0FH;分離低四位MOV42H,A;存數據到寄存器MOVA,31HSWAPA;半字節互換ANLA,#0FHMOV43H,A;存數據到寄存器SETBP1.4;啟動設置寫保護寄存器MOVA,10001110B;命令字節，寄存器07HACALLWBYTEMOVA,#00H;容許寫數據字節ACALLWBYTECLRP1.4;停止傳送SETBP1.4;啟動寫MOVA,#82H;分寫命令字節ACALLWBYTEMOVA,31H;寫分數據到DS1302ACALLWBYTEACALLXIANLJMPJIAN0RET;調時TIAOS:CLRZHUAN5;相似，背面略SETBZHUAN4LCALLXIANJNBP1.1,SHIZJNBP1.2,SHIJLJMPJIAN0SHIZ:LCALLDELAYJNBP1.1,SHIZ1LJMPJIAN0SHIZ1:LCALLXIANJNBP1.1,SHIZ1MOVA,32HADDA,#1DAAMOV32H,ACJNEA,#24H,SHIZ2MOV32H,#00HLJMPSHIZ2SHIJ:LCALLDELAYJNBP1.2,SHIJ1LJMPJIAN0SHIJ1:LCALLXIANJNBP1.2,SHIJ1MOVA,32HMOVB,#10HDIVABMOV63H,BMOVB,#10MULABADDA,63HDECAMOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV32H,ACJNEA,#96H,SHIZ2MOV32H,#23HSHIZ2:MOVA,32HANLA,#0FHMOV44H,AMOVA,32HSWAPAANLA,#0FHMOV45H,ASETBP1.4MOVA,10001110BACALLWBYTEMOVA,#00HACALLWBYTECLRP1.4SETBP1.4MOVA,#84HACALLWBYTEMOVA,32HACALLWBYTEACALLXIANLJMPJIAN0RET;調日TIAOR:CLRZHUAN4SETBZHUAN3LCALLXIANJNBP1.1,RIZJNBP1.2,RIJLJMPJIAN0RIZ:LCALLDELAYJNBP1.1,RIZ1LJMPJIAN0RIZ1:LCALLXIANJNBP1.1,RIZ1MOVA,33HADDA,#1DAAMOV33H,ACJNEA,#32H,RIZ2MOV33H,#00HLJMPRIZ2RIJ:LCALLDELAYJNBP1.2,RIJ1LJMPJIAN0RIJ1:LCALLXIANJNBP1.2,RIJ1MOVA,33HMOVB,#10HDIVABMOV64H,BMOVB,#10MULABADDA,64HDECAMOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV33H,ACJNEA,#96H,RIZ2MOV33H,#31HRIZ2:MOVA,33HANLA,#0FHMOV46H,AMOVA,33HSWAPAANLA,#0FHMOV47H,ASETBP1.4MOVA,10001110BACALLWBYTEMOVA,#00HACALLWBYTECLRP1.4SETBP1.4MOVA,#86HLCALLWBYTEMOVA,33HLCALLWBYTELCALLXIANLJMPJIAN0RET;調月TIAOY:CLRZHUAN3SETBZHUAN2LCALLXIANJNBP1.1,YUEZJNBP1.2,YUEJLJMPJIAN0YUEZ:LCALLDELAYJNBP1.1,YUEZ1LJMPJIAN0YUEZ1:LCALLXIANJNBP1.1,YUEZ1MOVA,34HADDA,#1DAAMOV34H,ACJNEA,#13H,YUEZ2MOV34H,#01HLJMPYUEZ2YUEJ:LCALLDELAYJNBP1.2,YUEJ1LJMPJIAN0YUEJ1:LCALLXIANJNBP1.2,YUEJ1MOVA,34HMOVB,#10HDIVABMOV65H,BMOVB,#10MULABADDA,65HDECAMOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV34H,ACJNEA,#00H,YUEZ2MOV34H,#12HYUEZ2:MOVA,34HANLA,#0FHMOV48H,AMOVA,34HSWAPAANLA,#0FHMOV49H,ASETBP1.4MOVA,10001110BACALLWBYTEMOVA,#00HACALLWBYTECLRP1.4SETBP1.4MOVA,#88HLCALLWBYTEMOVA,34HLCALLWBYTELCALLXIANLJMPJIAN0RET;調年TIAON:CLRZHUAN2SETBZHUAN1LCALLXIANJNBP1.1,NIANZJNBP1.2,NIANJLJMPJIAN0NIANZ:LCALLDELAYJNBP1.1,NIANZ1LJMPJIAN0NIANZ1:LCALLXIANJNBP1.1,NIANZ1MOVA,35HADDA,#1DAAMOV35H,ALJMPNIANZ2NIANJ:LCALLDELAYJNBP1.2,NIANJ1LJMPJIAN0NIANJ1:LCALLXIANJNBP1.2,NIANJ1MOVA,35HMOVB,#10HDIVABMOV66H,BMOVB,#10MULABADDA,66HDECAMOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV35H,ACJNEA,#96H,NIANZ2MOV35H,#99HNIANZ2:MOVA,35HANLA,#0FHMOV4AH,AMOVA,35HSWAPAANLA,#0FHMOV4BH,ASETBP1.4MOVA,10001110BACALLWBYTEMOVA,#00HACALLWBYTECLRP1.4SETBP1.4MOVA,#8CHLCALLWBYTEMOVA,35HLCALLWBYTELCALLXIANLJMPJIAN0RET;調星TIAOX:CLRZHUAN1SETBZHUAN7LCALLXIANJNBP1.1,XQZJNBP1.2,XQJLJMPJIAN0XQZ:LCALLDELAYJNBP1.1,XQZ1LJMPJIAN0XQZ1:LCALLXIANJNBP1.1,XQZ1MOVA,38HADDA,#1DAAMOV38H,ACJNEA,#08H,XQZ2MOV38H,#01HLJMPXQZ2XQJ:LCALLDELAYJNBP1.2,XQJ1LJMPJIAN0XQJ1:LCALLXIANJNBP1.2,XQJ1MOVA,38HMOVB,#10HDIVABMOV67H,BMOVB,#10MULABADDA,67HDECAMOVB,#10DIVABSWAPAADDA,BMOV38H,ACJNEA,#00H,XQZ2MOV38H,#07HXQZ2:SETBP1.4MOVA,10001110BACALLWBYTEMOVA,#00HACALLWBYTECLRP1.4SETBP1.4MOVA,#8AHLCALLWBYTEMOVA,38HLCALLWBYTELCALLXIANLJMPJIAN0RET;時鐘程序RILI:CLRP1.4NOPCLRP1.5NOPSETBP1.4;啟動持續讀MOVA,#0BFH;設多字節讀命令MOVR1,#8WRITE1:CLRP1.5RRCA;右移位NOPMOVP1.6,C;寫一位到DS1302SETBP1.5;寫上升沿有效DJNZR1,WRITE1;循環送8位MOVR0,#30H;數據寄存首地址MOVR2,#8READ0:MOVR3,#8;讀一種字節8位READ1:CLRP1.5;讀下降沿有效NOPMOVC,P1.6SETBP1.5RRCADJNZR3,READ1;循環讀8位MOV@R0,A;存入30H開始的單元INCR0DJNZR2,READ0;循環讀8位CLRP1.4;停止傳送MOVA,35H;星期與年寄存數據互換XCHA,36HMOV35H,AMOVR3,#6MOVR0,#30HMOVR1,#40HLOOP:MOVA,@R0;分離ANLA,#0FHMOV@R1,A;底4位放到40H開始的單元INCR1MOVA,@R0SWAPAANLA,#0FHMOV@R1,A;高4位放到41HINCR0INCR1;背面依次放DJNZR3,LOOP;放到年為止MOV38H,36H;放星期到38HMOV4CH,#00HMOV4DH,#02HRET;顯示程