单片机课程设计报告
题 目 电子万年历的设计
学院名称
指导教师
班 级
学 号
学生姓名
年 月 日
0
目录
第一章、课题简介............................................................................................................................................2
第二章、设计方案............................................................................................................................................2
2.1 系统分析..............................................................................................................................................2
2.2 系统框图..............................................................................................................................................2
2.3 器件选择..............................................................................................................................................3
第三章、系统硬件设计....................................................................................................................................4
3.1 单片机最小系统设计..........................................................................................................................4
3.2 液晶屏电路设计..................................................................................................................................5
3.3 时钟 DS1302 电路设计.......................................................................................................................5
3.4 按键输入模块......................................................................................................................................6
3.5 设计原理图与印制电路板..................................................................................................................6
第四章、 软件设计..........................................................................................................................................8
4.1 程序流程图..........................................................................................................................................8
总体程序设计流程图
液晶程序设计流程图
4.2 软件设计的有关算法、操作说明.....................................................................................................9
液晶程序算法
时钟程序算法
第五章、 调试及性能分析............................................................................................................................15
5.1 软件测试............................................................................................................................................15
5.2 proteus 电路仿真...............................................................................................................................15
5.3 电路硬件调试....................................................................................................................................16
调试方法
调试步骤
调试结果
第六章、 设计总结........................................................................................................................................19
参考文献..........................................................................................................................................................20
附 录.................................................................................................................................................................21
附录一 实物图........................................................................................................................................21
附录二 程序清单....................................................................................................................................22
1
第一章、课题简介
本万年历在硬件方面主要采用 单片机作为主控核心,由 时钟
芯片提供时钟、 液晶显示屏显示。 单片机是由 公司推出
的,功耗小,电压可选用 ~ 电压供电; 时钟芯片是美国 公司
推出的低功耗实时时钟芯片,它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,还
具有闰年补偿等多种功能,而且 的使用寿命长,误差小;对于数字电子万年
历采用直观的数字显示,数字显示是采用的 液晶显示屏来显示,可以同时显示
年、月、日、星期、时、分、秒等信息。此外,该电子万年历还具有时间校准和闹钟
设置等功能。在软件方面,主要包括日历程序、时间调整程序、显示程序,闹钟程序
等。所有程序编写完成后,在 软件中进行调试,确定没有问题后,烧写到单片机
上进行测试。
第二章、设计方案
系统分析
整个系统以 单片机为核心器件,配合电阻电容晶振等器件,构成单片
机的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括,显示设备使用
液晶,可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等基本时间信息;时钟模块
采用 芯片,初始化之后,就会开始运行计算时间,单片机只需进行时间信息
的读取即可。本设计还有 个按键作为操作输入设备,可以进行时间、闹钟的设置等,
同时还有蜂鸣器模块,用来实现闹钟的闹铃。最后是供电采用常用的 进行供
电。
系统框图
2
单片机
最小系统
键盘模块
电源模块
1602 液晶模块
图 2-1 系统框图
器件选择
片
单片机座子 个
晶振 个
独石电容 个
电解电容 个
电阻 个
电阻 个
排阻 片
轻触开关 个
液晶 个
液晶座子 个
电位器 个
时钟芯片 个
时钟芯片座子座子 个
晶振 个
纽扣电池 个
有源蜂鸣器 个
( ! )三极管 个
电源开关 个
电源座 个
感光板 张
导线 若干
电源线 根
"# 介绍 $%% 是采用 核的 & "&'($ )*+),'+#
在系统可编程芯片,最高工作时钟频率为 -.,片内含 ($ 的可反复擦写
次的 ,$/ 只读程序存储器,器件兼容标准 0 指令系统及 引脚结
构,芯片内集成了通用 位中央处理器和 & ,$/ 存储单元,具有在系统可编程
"& #特性,配合 端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部,省去了
购买通用编程器,而且速度更快。1 系列单片机是单时钟2机器周期"#
的兼容 内核单片机,是高速2低功耗的新一代 单片机,全新的流水线2精
简指令集结构3内部集成 4专用复位电路。
"#是美国 公司推出的一种高性能、低功耗、带 1 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
3
蜂鸣器模块
时钟模块
P10
1
P11
2
P12
3
P13
4
P14
5
P15
6
P16
7
P17
8
RESET
9
P30/RXD
10
P31/TXD
11
P32/INT0
12
P33/INT1
13
P34/T0
14
P35/T1
15
P36/WR
16
P37/RD
17
XTAL2
18
XTAL1
19
GND
20
P20
21
P21
22
P22
23
P23
24
P24
25
P25
26
P26
27
P27
28
PSEN
29
ALE
30
EA
31
P07
32
P06
33
P05
34
P04
35
P03
36
P02
37
P01
38
P00
39
VCC
40
U1
1 2
X1
12M
C2
30pF
C3
30pF
GND
GND
VCC
VCC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R1 103
C1
10uF
R4
10K
GND
VCC
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
RS
RW
EN
BEEP
KEY1
KEY2
KEY3
KEY4
SCLK
IO
RST
压为 ~。采用三线接口与 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 1 数据。 内部有一个 5 的用于临时性存放数
据的 1 寄存器。 增加了主电源2后背电源双电源引脚,同时提供了对后背
电源进行涓细电流充电的能力。
第三章、系统硬件设计
单片机最小系统设计
的最小系统如图 0 所示,整个最小系统由三个部分组成,晶振电路
部分、复位电路部分、电源电路等三个部分组成。
晶振电路包括 个 的电容 和 ,以及 的晶振 4。电容的作用在
这里是起振作用,帮助晶振更容易的起振,取值范围是 0。晶振的取值也可以
是 ,晶振的取值越高,单片机的执行速度越快。在进行电路设计的时候,晶振部
分越靠近单片机越好。
单片机复位电路就好比电脑的重启部分,当电脑在使用中出现死机,按下重启按
钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样,当单片机系统在运行中,受到环境
干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。
复位电路由 的极性电容 和 的电阻 1 构成。利用电容电压不能突变
的性质3可以知道3当系统一上电,166 脚将会出现高电平,并且这个高电平持续的
时间由电路的 1 值来决定。典型的 单片机当 166 脚的高电平持续两个机器周
期以上就将复位,所以适当组合 1 的取值就可以保证可靠的复位。
在电路图中,电容的的大小是 ,电阻的大小是 7。所以根据公式,可以算
出电容 充电到电源电压的 倍(单片机的电源是 ,所以充电到 倍即为
),需要的时间是 58。也就是说在电脑启动的 内,电容
两端的电压时在 0 增加,这个时候 166 引脚所接收到的电压是 0。在
正常工作的 单片机中小于 的电压信号为低电平信号,而大于 的电压
信号为高电平信号。所以在开机 内,单片机系统自动复位(166 引脚接收到
的高电平信号时间为 左右)。
4