单片机的电子万年历的设计与制作
前 言 1
一、系统方案的设计 2
（一）方案设计 2
（二）研究内容 2
二、系统硬件的设计 4
（一）AT89S52单片机 4
1．单片机的引脚功能 4
2．AT89S52单片机内部结构 5
（二）时钟芯片DS1302接口设计与性能分析 6
1．DS1302芯片的性能简介 6
2．DS1302接口电路设计 7
（三）温度芯片DS18B20接口设计与性能分析 9
1．温度芯片DS18B20的性能简介 9
2．温度芯片DS18B20接口电路设计 10
3．DS18B20的工作时序 10
（四）按键模块设计与分析 13
（五）LCD液晶显示模块设计 14
四、系统的软件设计 16
（一）主程序流程图的设计 16
（二）子程序设计 17
1．显示芯片LCM1602读写程序设计 17
2．温度芯片DS18B20程序设计 17
五、万年历的制作与调试展示 19
（一）制作 19
（二）调试 19
1．软件调试 19
2．实物展示 20
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
前 言
随着科技的发展、时代的进步，人们了解时间的媒介从观察太阳的位置、钟摆一直到现在的钟表，我们不断研究，不断创造 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
着历史。随着微电子技术的发展，单片机顺应而生，并迅速走进了我们的生活中。单片机以其体积小、功能多、价格低等优点闯进了大众的生活，在家用电器、通信设备、信息处理、工业等领域的应用中首屈一指。单片机技术已经逐渐成为通信、电子、机电等专业人员必须熟悉掌握的一门重要技术。
单片机芯片以其低廉的价格及微小的体积等特点逐渐成为当代电子产品中应用最为广泛的工具，于是基于单片机的电子万年历应时而生。电子万年历不仅结合了日历和钟表的作用，还可以显示出实时的温度。它是由单片机来读取芯片的时间、日期、温度，然后通过LCD显示屏显示出来。由于LCD显示具有误差小、显示直观等特点，甚至在晚上也可以正常使用，所以这种万年历变得越来越流行，在很多公众场所得到非常广泛的应用，并且广受人们的好评。而这个课题非常适合像我这种电子专业的学生制作，所以我设计了这个课题。
本篇论文主要讲述了拟用单片机实现电子万年历设计的方法，使用AT89S52单片机控制系统，以时钟芯片DS1302记时、温度芯片DS18B20记录温度、LCM1602液晶屏显示。系统主要包括时间处理、温度采集、数据显示、独立按键四个模块。本文描述了系统的方案设计、系统的硬件设计和软件设计以及该万年历的设计与制作过程。
一、系统方案的设计
（一）方案设计
系统的设计方案必须先满足系统功能，然后再观察系统所处的环境，所使用的结构要便捷简单、更易实现，器件的选择方面要考虑到性能、功耗以及成本等问题。
该电子万年历能够准确清晰的显示时间、日期、星期和相差不多的温度，还能实现阴阳历的互换。系统选择DS1302芯片来达成时钟的作用，该芯片的性能很高，不仅自动地对年、月、日以及时、分、秒计数，并且误差还很小。温度传感器DS18B20可读出实时温度，误差极小且价格低廉。显示部分采用LCM1602液晶显示，LCM1602以其显示内容多，功耗小，成本低等优点广受欢迎。综上所述，选择这三种芯片来实现该电子万年历的功能。
根据设计，拟定系统由时钟、温度、显示、按键四个模块组成，系统的构成图如图1所示。
图1 系统设计框图
（二）研究内容
本次选题探讨的万年历是运用单片机技术基础的实际应用，主要考虑了下面几个方面：
（1）选用芯片的时候，主要选择便捷易操作、功耗较低、价格低的元器件。
（2）依据所选电子芯片来设计外围电路及接口电路。
（3）硬件设计时，要尽量使结构看起来简洁，让系统的电路简单。
（4）参考电路图，焊接元器件。
（5）依据之前所搭建的电路，撰写程序。
（6）经过编译、调试，成功后，让单片机依据程序运行，以实现设计功能。
（7）策划硬件电路、编写软件程序时，还要考虑到人机的友好性等问题。
二、系统硬件的设计
（一）AT89S52单片机
本课题设计万年历所选硬件是由AT89S52芯片，选择Flash ROM，可通过3V的低电压工作，内部存储器中含有8KB ROM的空间。在更换程序或烧入新程序时，无需拔插芯片，以免对芯片造成损坏。下面为大家介绍此款单片机的部分引脚的功能和内部结构。
1．单片机的引脚功能
AT89S52拥有40个引脚。
表1 部分引脚介绍
P3口：其中含有8位双向I/O上拉电阻，输出缓冲级能为4个TTL门电路供电。对P3口写入“1”时，可作为输入端口。作输入端时， P3口将用上拉电阻输出电流。除此之外，P3口也一些其它的功能功能，见表2所示。
表2 P3口功能介绍
2．AT89S52单片机内部结构
表3 部分内部结构介绍
复位系统:当AT89S52复位上的引脚呈现出多于2个周期的高电平的时候，就实现了复位操作。假如RST一直是高电平，就开始轮回复位，程序就不能运行。所以单片机复位后必须能摆脱复位的状态。由于系统所选的晶振等于12MHz，也就是说单位的机器周期等于1μs，则复位脉冲的最小宽度等于2μs。除了上述所说，还要有充足剩余部分。
选择使用的复位电路为上电开关，给电容充电以保证RST维持高电平的状态。在单片机运转当中，复位也可以让RST维持时间的高电平，以实现上电开关复位。本设计选用的时10μF的电容和4.7K的电阻。
图2 单片机最小系统
（二）时钟芯片DS1302接口设计与性能分析
系统通过DS1302芯片完成时钟功能，DS1302是一种功能很强大的时钟芯片，不仅可以准确的时间日期计数，并且能很好的解决闰年年份的增补问题。
1．DS1302芯片的性能简介
④ DS1302的寄存器
DS1302含有12个寄存器，而有7个与日历及时钟有关系，采用BCD码形式来寄存信息。如表6所示：
表6 DS1202的时间寄存器
（三）温度芯片DS18B20接口设计与性能分析
采用的温度传感器DS18B20，可以清楚读取被测温度，且误差不高，最多只相差1摄氏度左右。
1．温度芯片DS18B20的性能简介
① DS18B20的主要特性
表9 显示开/关及光标设置
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