摘 要随着科技的快速发展，时间的流逝，从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒信息，还具有时间校准等功能。本系统以STC89C52RC单片机为核心，结合液晶模块LCD1602、专用时钟芯片DS1302等电路构成。时钟由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302实现，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DS1302的使用寿命长，误差小。用LCD1602液晶显示日历、时钟，直观且显示信息丰富；用四个键盘实现时钟正常显示、调时及闹钟时间设置。本系统设计大部分功能由软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得到大大的提高。关键词：电子日历 单片机 STC89C52RC DS1302目 录目 录摘 要I第一章 绪论11.1 引言11.2 设计的难点和可能出现的问题11.2.1设计难点11.2.2可能出现的问题11.3本设计应达到的要求1第二章 总体方案设计32.1电子日历设计方案论证32.1.1单片机芯片的选择方案论证32.1.2显示模块的选择方案和论证32.1.3时钟芯片的选择方案和论证32.2系统框图4第三章 单元硬件设计与分析53.1单片机模块设计53.1.1单片机的选型53.1.2 单片机最小系统63.2 日历模块电路设计83.3显示模块设计103.3.1 显示器的选型103.3.2 LCD1602引脚103.3.3 LCD1602与单片机接口电路设计113.4键盘电路设计113.5闹铃模块设计12第四章 系统软件设计134.1主程序设计134.2显示程序设计134.3按键扫描子程序设计144.4 DS1302日期时间数据读取显示设计14第五章 软硬件调试175.1硬件测试175.2软件测试175.3测试结果分析与结论175.3.1测试结果分析175.3.2 测试结论17第六章 总结与展望196.1总结196.2展望19致 谢21参考文献23附录1元器件明细表25附录2 程序清单26III第一章 绪论第一章 绪论1.1 引言随着社会的不断发展及人们生活水平的不断提高，单片机控制已经越来越普及，它已经成为人们生活中必不可少的工具之一，它已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 其中电子日历就是一个典型的例子。本设计采用STC89C52RC单片机作为电子日历的控制模块。单片机可把由DS1302中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠键盘来实现各种显示要求的选择与切换。1.2 设计的难点和可能出现的问题1.2.1设计难点 （1）LCD显示模块的设计 （2）闹铃设计模块的实现设计 （3）单片机个功能模块的综合设计 （4）电路总体设计，元器件选择及焊接，调试1.2.2可能出现的问题 （1）LCD显示模块的功能显示不正常 （2）闹铃设计与其他时间功能设计冲突 （3）软件程序设计功能不完善，系统无法正常运转1.3本设计应达到的要求本课题以单片机为主控制器，采用专用日历时钟芯片或单片机内部定时器产生时钟信号，实现年、月、日、时、分、秒计数，并通过适当的方式显示出来，达到以下要求： 1能显示实时时钟、日历； 2允许误差：10秒/天； 3可以通过按键设置（调整）时钟； 4显示模式：数码管或液晶显示； 第二章 总体方案设计第二章 总体方案设计2.1电子日历设计方案论证2.1.1单片机芯片的选择方案论证方案一: 采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二:采用STC89C52RC,片内ROM全都采用Flash ROM，能以3V的超底压工作，同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要导入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏,所以选择采用STC89C52RC作为主控制系统。2.1.2显示模块的选择方案和论证方案一：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字合适,采用动态扫描法与单片机连接时,虽然占用的单片机口线少，但连线还需要花费一点时间，所以也不用此种作为显示。方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。方案三：采用LCD1602液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见，与单片机连接方便，所以在此设计中采用LCD1602液晶显示屏。2.1.3时钟芯片的选择方案和论证方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大,所以不采用此方案。方案二：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年进行计数，而且精度高,位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA。2.2系统框图电子日历电路设计总体设计方框图如图2-1所示，控制电路采用单片机STC89C52RC，时钟电路采用DS1302，用LCD1602液晶显示实现时钟显示，闹铃模块采用电磁式蜂鸣器驱动。单片机模块STC89C52RC日历模块键盘模块闹铃模块显示模块图2-1 总体设计方框图第三章 单元硬件设计与分析第三章 单元硬件设计与分析整个电子时钟系统电路可分为五部分：单片机模块STC89C52RC、显示模块、日历模块、键盘显示、闹铃模块。3.1单片机模块设计3.1.1单片机的选型根据第二章单片机芯片的选择方案论证，选择采用STC89C52RC作为主控制系统，STC89C52RC引脚如图3-1所示。图3-1 STC89C52RC各引脚图（1）VCC：STC89C52RC电源正端输入，接+5V。（2）VSS：电源地端。（3）XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。（4）XTAL0：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。（5）RESET：STC89C52RC的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，STC89C52RC便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。（6）EA/Vpp：EA为英文External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。（7）ALE/PROG：端口3的管脚设置：P3.0：RXD，串行通信输入；P3.1：TXD，串行通信输出；P3.2：INT0，外部中断0输入；P3.3：INT1，外部中断1输入；P3.4：T0，计时计数器0输入；P3.5：T1，计时计数器1输入；P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号；P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。3.1.2 单片机最小系统（1）复位电路设计STC89C52RC单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。上电复位：上电复位电路是种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。电路如图3-2所示。图3-2 上电复位电路上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。（2）时钟电路设计时钟电路是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本文用的是内部时钟方式。电路如图3-3所示。图3-3 时钟电路STC89C52RC单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL04。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。单片机的最小系统如图3-4所示。图3-4 单片机最小系统 3.2 日历模块电路设计根据第二章时钟芯片的选择方案和论证，选择采用DS1302作为日历模块电路设计的核心。（1）DS1302的引脚及功能时钟电路采用DS1302，DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压为2.55.5V。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间数据或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM存储器。DS1302的封装和引脚功能分别如图3-5和表3.1所示。管脚号管脚名称功能1Vcc2主