山 東 工 商 學(xué) 院SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND TECHNOLOGY單片機課程實訓(xùn)SCM PRACTICAL TRAINING實訓(xùn)設(shè)計題目Title Of Training 萬年歷設(shè)計_ 分院（系別）Department 信息與電子工程學(xué)院_ 專業(yè)Speciality 電子信息工程 班 級Class2013級1班設(shè)計作者Author XXX完成日期Date2015年 12月18日組 別Team 09_ 指導(dǎo)教師Advisor XXX_目 錄第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書1一、課程設(shè)計題目1二、課程設(shè)計時間1三、課程設(shè)計提交方式1四、設(shè)計要求1第二部分 課程設(shè)計報告2一、單片機發(fā)展簡史2二、MCS-51單片機系統(tǒng)簡介2三、設(shè)計思路2四、硬件設(shè)計電路3五、軟件設(shè)計流程6六、程序源代碼10七、結(jié)束語66八、參考文獻(xiàn)67第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計題目萬年歷的設(shè)計二、課程設(shè)計時間一周三、實訓(xùn)提交方式提交實訓(xùn)設(shè)計報告四、設(shè)計要求設(shè)計一臺液晶顯示屏顯示的萬年歷，要求如下。（1） 顯示年、月、日、時、分、秒和星期，并有相應(yīng)的農(nóng)歷顯示。（2） 可通過鍵盤自動調(diào)整時間。（3） 具有鬧鐘功能。（4） 能夠顯示環(huán)境溫度，誤差小于1。（5） 計時精度：月誤差小于20秒。第二部分 課程設(shè)計報告一、單片機發(fā)展概況 單片機誕生于20世紀(jì)70年代末，它的發(fā)展史大致可分為三個階段： 第一階段（1976-1978）：初級單片機微處理階段。該時期的單片機具有 8 位CPU，并行 I/O 端口、8 位時序同步計數(shù)器，尋址范圍 4KB，但是沒有串行口。 第二階段（1978-1982）：高性能單片機微機處理階段，該時期的單片機具有I/O 串行端口，有多級中斷處理系統(tǒng)，15 位時序同步技術(shù)器，RAM、ROM 容量加大，尋址范圍可達(dá) 64KB。 第三階段（1982-至今）位單片機微處理改良型及 16 位單片機微處理階段民用電子產(chǎn)品、計算機系統(tǒng)中的部件控制器、智能儀器儀表、工業(yè)測控、網(wǎng)絡(luò)與通信的職能接口、軍工領(lǐng)域、辦公自動化、集散控制系統(tǒng)、并行多機處理系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。二、MCS-51單片機系統(tǒng)簡介 MCS-51系列單片機產(chǎn)品都是以Intel公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心構(gòu)成的。MCS-51單片機由CPU 、RAM 、ROM 、I/O接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、內(nèi)部總線等部件組成。MCS-51以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，為以后的單片機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。三、設(shè)計思想 以AT89C52單片機為核心，外接單片機復(fù)位電路，單片機晶振電路，蜂鳴器電路，溫度傳感器DS18B20，時鐘芯片DS1302，按鍵電路，12864液晶顯示電路，通過控制AT89C52單片機的接口來控制蜂鳴器電路，溫度傳感器DS18B20模塊，時鐘芯片DS1302模塊，按鍵電路，12864液晶顯示模塊，使12864液晶能顯示陽歷年、月、日、時、分、秒和溫度及相應(yīng)的農(nóng)歷時間。DS18B20溫度電路復(fù)位電路晶振電路蜂鳴器電路按鍵電路AT89C52單片機液晶顯示電路DS1302時鐘電路圖為硬件系統(tǒng)設(shè)計框架4、 硬件電路設(shè)計4.1電路原理圖4.2單片機控制模塊 AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。(1) 復(fù)位電路 按鍵手動復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與VCC接通而實現(xiàn)的。(2) 時鐘振蕩電路 基于系統(tǒng)運行速度，采用12MHZ的石英晶振，并使用兩個小電容作為微調(diào)電容。 4.3溫度模塊 DS18B20溫度傳感器具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。測溫范圍 55125，固有測溫分辨率0.5，工作電源為 35V。 DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、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(jìn)行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。4.4時鐘模塊 DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、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(jìn)行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。4.5液晶顯示模塊 本系統(tǒng)選擇的LCD是AMPIRE12864的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形。單片機P1口作為數(shù)據(jù)輸出口，RS，RW，E分別通過10K的上拉電阻連接到單片機的P0.0，P0.1,P0.2。VDD接5V電源，VSS接地。VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。R/W為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。DB0-DB7為雙向數(shù)據(jù)總線，同時最高位DB7也是忙信號檢測位。BLA、BLK分別為顯示器背光燈的正、負(fù)極。4.6按鍵模塊 本系統(tǒng)使用5個button元件分別設(shè)置為增加鍵、減小鍵、退出鍵、設(shè)置/OK鍵。4個按鍵與一個4個驅(qū)動電阻相連，作為整個按鍵控制功能系統(tǒng)，以觸發(fā)AT89C52中斷為方式使用設(shè)置功能。4.7蜂鳴器模塊 本系統(tǒng)采用BUZZER元件和PNP型三極管及電阻組成了蜂鳴器電路。5、 軟件設(shè)計框圖5.1主程序流程圖 萬年歷的程序主要包括：按鍵識別程序、時間設(shè)定程序、溫度數(shù)據(jù)采集程序、時間數(shù)據(jù)采集程序、液晶屏數(shù)據(jù)顯示程序、定時中斷程序、陽歷轉(zhuǎn)陰歷程序、鬧鐘設(shè)定程序、延時子程序等。5.2溫度數(shù)據(jù)模塊設(shè)計5.3時間數(shù)據(jù)模塊設(shè)計開始DS1302初始化從DS1302中讀出數(shù)據(jù)，放入RAM調(diào)用顯示子程序LCD顯示時間掃描按鍵時間設(shè)置數(shù)據(jù)寫回DS1302保存返回主顯單5.4鬧鐘設(shè)定模塊設(shè)計5.5陽歷轉(zhuǎn)陰歷模塊設(shè)計5.6按鍵設(shè)置時間模塊設(shè)計六、程序源代/*文件包含*/#include < reg52.h >#include < character.h >#include < lcd.h >#include < clock.h >#include < sensor.h>#include < calendar.h >#include < key.h >/*預(yù)定義*/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*/sbit bell = P2 0; /定義蜂鳴器端口/* 名稱: Timer0_Service() inturrupt 1* 功能: 中斷服務(wù)程序 * 入口參數(shù):* 出口參數(shù):*/void Timer0_Service() interrupt 1 static uchar count = 0; static uchar flag = 0; /記錄鳴叫的次數(shù) count = 0; TR0 = 0; /關(guān)閉Timer0 TH0 = 0x3c; TL0 = 0XB0; /延時 50 ms TR0 = 1 ; /啟動Timer0 count +; if( count = 20 ) /鳴叫 1 秒 bell = bell; count = 0; flag +; if( flag = 6 ) flag = 0; TR0 = 0; /關(guān)閉Timer0 /* 名稱: Timer2_Servie() interrupt 5* 功能: 中斷服務(wù)程序 * 入口參數(shù): * 出口參數(shù):*/uchar HexNum_Convert(uchar HexNum)/*時間存儲個位和十位的方式*/uchar Numtemp;Numtemp=(HexNum>>4)*10+(HexNum&0X0F);return Numtemp;/* 函數(shù)名稱：main()* 功 能：* 入口參數(shù)：* 出口參數(shù)：*/void main( void ) uchar clock_time6 = 0X00,0X59,0X23,0X09,0X04,0X11; /定義時間變量 秒 分 時 日 月 年uchar alarm_time2 = 10, 06; /鬧鐘設(shè)置 alarm_time0: 分鐘 alarm_time1 :小時uchar temperature2; /定義溫度變量 temperature0 低8位 temperature1 高8位 Lcd_Initial(); /LCD初始化Clock_Fresh( clock_time ); /時間刷新，proteus會調(diào)用當(dāng)前系統(tǒng)時間Clock_Initial( clock_time ); /時鐘初試化/*中斷初始化*/ EA = 1; /開總中斷 ET0 = 1; /Timer0 開中斷ET2 = 1; /Timer2 開中斷 TMOD = 0x01 ; /Timer0 工作方式 1RCAP2H = 0x3c; RCAP2L = 0xb0; /Timer2 延時 50 ms while( 1 ) switch( Key_Scan() ) case up_array: Key_Idle(); break; case down_array: Key_Idle(); break; case clear_array: Key_Idle(); break; case function_array: Key_Function( clock_time, alarm_time ); case null: Clock_Fresh( clock_time ); /時間刷新 Lcd_Clock( clock_time ); /時間顯示 Sensor_Fresh( temperature ); /溫度更新 Lcd_Temperture( temperature ); /溫度顯示 Calendar_Convert( 0 , clock_time ); Week_Convert( 0, clock_time ); /鬧鐘報警 if( * alarm_time = HexNum_Convert(* ( clock_time + 1 ) ) /分鐘相吻合 if( * ( alarm_time + 1 ) = HexNum_Convert(*( clock_time + 2 ) ) /小時相吻合 bell = 0;TR2 = 1; /啟動Timer2 break; #ifndef _SUN_MOON#define _SUN_MOON/*/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/* 名稱: get_moon_day(uchar month_p,uint table_addr)* 功能: 讀取數(shù)據(jù)表中農(nóng)歷的大月或小月 ，如果大月返回1, 小月返回0* 入口參數(shù):* 出口參數(shù):*/bit get_moon_day( uchar month_p,uint calendar_address ) uchar temp,temp1;temp1=(month_p+3)/8;temp=0x80>>(month_p+3)%8);temp=year_codecalendar_address+temp1&temp;if(temp=0)return(0);elsereturn(1);/* 名稱: void Calendar_Convert( uchar * clock_time )* 功能: 輸入BCD的陽歷數(shù)據(jù)， 輸出BCD陰歷數(shù)據(jù)( 1901 - 2099 )* 入口參數(shù): c_flag:陽歷的世紀(jì)標(biāo)志 clock_time: 時鐘地址* 出口參數(shù): 無* 說明: c_flag = 0 :21世紀(jì) c_flag = 1 :19世紀(jì) */void Calendar_Convert( uchar c_flag, uchar * clock_time ) bit flag_month, flag_year; uchar year, month, day, month_point; /定義 年 月 天 uchar temp1, temp2, temp3; uint calendar_address; /定義農(nóng)歷地址 uint day_number; uchar clock_moon3; /定義陰歷 clock_time += 3; /指向日 day = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( *clock_time & 0x0f ); /BCD轉(zhuǎn)換十進(jìn)制 clock_time +; /指向月 month = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( * clock_time & 0x0f ); /BCD轉(zhuǎn)換十進(jìn)制 clock_time +; /指向年 year = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( * clock_time & 0x0f ); /BCD轉(zhuǎn)換十進(jìn)制 /定位日歷地址 if( c_flag = 0 ) calendar_address = ( year + 99 ) * 3; else calendar_address = ( year - 1 ) * 3; /春節(jié)(正月初一)所在的陽歷月份 temp1 = year_code calendar_address + 2 & 0x60; /Bit6Bit5:春節(jié)所在的陽歷月份 temp1 >>= 5 ; /春節(jié)(正月初一)所在的陽歷日期 temp2 = year_code calendar_address + 2 & 0x1f; /Bit4Bit0:春節(jié)所在的陽歷日期 /計算春節(jié)(正月初一)離當(dāng)年元旦 1月1日(陽歷) 的天數(shù)；春節(jié)只會在陽歷的1月 或 2月 temp3=temp2-1;if(temp1!=1) temp3+=0x1f; /計算陽歷月離當(dāng)年元旦 1月1日(陽歷) 的天數(shù) if( month < 10 ) day_number = day_code1 month - 1 + day ; else day_number = day_code2 month - 10 + day ; /如果陽歷的月大于2 且該年的2月為閏月，天數(shù)加1 /閏年指的就是陽歷有閏日或陰歷有閏月的一年； /陽歷四年一閏，在二月加一天，這一天叫做閏日： /農(nóng)歷三年一閏，五年兩閏，十九年七閏，每逢閏年所加的一個月叫做閏月。 if( ( month <= 2 ) | ( year % 0x04!= 0) ) day_number-=1; / day_number +; / if (month<2)|(year%0x04!=0) / day_number-=1; /判斷陽歷日 在春節(jié)(正月初一) 之前 還是 之后 if( day_number >= temp3 ) /陽歷在春節(jié)之后 或者 春節(jié)當(dāng)日 day_number -= temp3; month = 1; month_point = 1; / month_point 為月份指向，陽歷日在春季前就是春季 flag_month = get_moon_day( month_point, calendar_address ); /檢查該陰歷月的大小 大月返回1 小月返回0 flag_year = 0; if (flag_month=0) temp1=29; elsetemp1=30; /閏月所在的月分 temp2 = year_code calendar_address & 0xf0; temp2 >>= 4; /提取高四位 假如是0 表示沒有閏月 while( day_number >= temp1 ) day_number -= temp1; month_point +; if( month = temp2 ) flag_year = flag_year; if( flag_year = 0 ) month +=1; else month + ; flag_month = get_moon_day( month_point, calendar_address ); if( flag_month ) temp1 = 30; else temp1 = 29; day = day_number + 1; else /陽歷在春節(jié)之前使用以下代碼進(jìn)行運算 temp3 -= day_number; if( year = 0 ) year = 0xe3; c_flag = 1; else year -= 1; calendar_address -= 3; month = 0xc; temp2 = year_code calendar_address & 0xf0; temp2 >>= 4; /提取高4位 flag_year=0; if( temp2 = 0 ) month_point = 12; else month_point = 13; /flag_year = 0; flag_month = get_moon_day( month_point, calendar_address ); if( flag_month ) temp1 = 30; else temp1 = 29; while( temp3 > temp1 ) temp3 -= temp1; month_point -; if( flag_year = 0 ) month -=1; if( month = temp2 ) flag_year = flag_year; flag_month = get_moon_day( month_point, calendar_address ); if( flag_month ) temp1 = 0x1e; else temp1 = 0x1d; day = temp1 - temp3 + 1; /HEX->BCD ,運算結(jié)束后,把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD數(shù)據(jù) temp1 = year / 10; temp1 <<= 4; clock_moon2 = temp1 | ( year % 10 ); temp1 = month / 10; temp1 <<= 4; clock_moon1 = temp1 | ( month % 10 ); temp1 = day / 10; temp1 <<= 4; clock_moon0 = temp1 | ( day % 10 ); Lcd_Lunar_Calendar( clock_moon );/* 名稱: void Week_convert( uchar * clock_time )* 功能: 輸入BCD陽歷數(shù)據(jù)；輸出BCD星期* 入口參數(shù): * 出口參數(shù):* 說明: 算法: （ 日期 + 年份 + 所過閏年 + 月校正 ) / 7 的余數(shù)就是星期 如果是閏年又不到 3 月份上述之和 要減一天 再*/void Week_Convert( bit c, uchar * clock_time ) uchar year, month, day; /定義 年 月 天 uchar temp; clock_time += 3; /指向日 day = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( *clock_time & 0x0f ); /BCD轉(zhuǎn)換十進(jìn)制 clock_time +; /指向月 month = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( * clock_time & 0x0f ); clock_time +; /指向年 year = ( * clock_time >> 4 ) * 10 + ( * clock_time & 0x0f ); if( c = 0 ) /如果為21世紀(jì),年份數(shù)加100 year += 100; temp = year / 4; /所過閏年數(shù)只算1900年之后的 temp = year + temp; temp = temp % 0x07; /為節(jié)省資源,先進(jìn)行一次取余,避免數(shù)大于0xff,避免使用整型數(shù)據(jù) temp = temp + day + table_week month - 1 ; if( ( year % 4 = 0 ) && ( month <3 ) ) temp -=1; Lcd_Week( temp % 7 );/*/#endif#ifndef _CHARACTER#define _CHARACTER/*預(yù)定義*/#define uchar unsigned char #define uint unsigned int/*內(nèi)容: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 空白 - T :*大小: 8X16字符 */uchar code letter_logo1616=/*- 文字: 0 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,/*- 文字: 1 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,/*- 文字: 2 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,/*- 文字: 3 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*- 文字: 4 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00,/*- 文字: 5 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*- 文字: 6 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*- 文字: 7 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 8 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00,/*- 文字: 9 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00,/*- 文字: : -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x06,0x06,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: - -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,/*- 文字: T -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x1C,0x0C,0xFC,0xFC,0x0C,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x08,0x0F,0x0F,0x08,0x00,0x00,/*- 文字: 空白 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=8x16 -*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: ( -*/0x00,0x00,0xF0,0xF8,0x0C,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x07,0x0C,0x08,0x00,0x00,/*- 文字: ) -*/0x00,0x00,0x04,0x0C,0xF8,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x08,0x0C,0x07,0x03,0x00,0x00,;/* 內(nèi)容 年月日* 大小 16X16*/uchar code data_logo332 = /*- 文字: 年 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=16x16 -*/0x40,0x20,0x10,0x0C,0xE3,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x22,0x02,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00,/*- 文字: 月 -*/*- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高=16x16 -*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x01,0x01,0x01,0x21,0x41,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 日 -*/*- 宋體12; 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