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AT89S52单片机驱动的电子万年历设计
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更新于2024-06-26
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"1049.基于51单片机的电子万年历设计.doc" 这篇毕业论文探讨了基于51单片机的电子万年历的设计与开发,旨在提供一种更加便捷、持久且功能丰富的日历解决方案。设计中选用的主控芯片是AT89S52,这是一款具有8K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EPROM)的8位微控制器,其工作电压低,性能高效,兼容80C51和80C52指令集。 AT89S52单片机在电子万年历中的应用包括构建控制电路,通过编程实现对时间、日期等信息的处理。论文中提到,为了实现时间的精确管理和掉电保护,设计中还融入了DS1302时钟芯片。DS1302是一款实时时钟(RTC)芯片,能够保持精确的时间即使在电源断开时,通过内部电池维持运行。同时,24C02 FLASH存储器用于存储设定和时间信息,这是一种非挥发性存储器,数据能够在断电后继续保持。 电子万年历的显示部分采用了液晶显示器(LCD),可以清晰地展示阳历和阴历的年、月、日,以及星期、小时、分钟和秒钟。特别的是,在显示阴历月份时,系统还能智能识别并标示出是否为闰月,增加了实用性。用户界面设计简洁,通过三个按键就能完成时间与日期的调整,以及闹钟开关的设置。 关键词:电子万年历、单片机、时钟芯片、FLASH存储器、液晶显示,这些都是论文的核心技术点。研究者通过这些关键技术,构建了一个集成度高、操作方便的电子万年历系统,充分体现了51系列单片机在嵌入式系统设计中的灵活性和广泛适用性。 此设计不仅展示了单片机技术在日常生活中的应用,也突显了硬件和软件的集成能力,对于学习和理解单片机控制系统以及电子产品的设计流程具有很高的参考价值。在当前信息化社会,这类智能日历产品有着广泛的市场前景和实际应用潜力。
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7
大器的输出端。采用外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接。
(3)
EA
控制或与其它电源复用引脚 RST、ALE/
PROG
、
PSEN
和
EA
/VPP
①
RST
复位输入端。当振荡器运行时,在该引脚上出现两个机器周期的高电平
将使单片机复位。
②ALE/
PROG
当访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出用于锁存地址
的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE 端仍以不变的频率(此频率为振荡器频率
的 1/6)周期性地出现正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目
的。然而要注意的是:每当访问外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。在对 Flash
存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(
PROG
)
[6]
。
③
PSEN
程序存储允许(
PSEN
)输出是外部程序存储器的读选通信号。当
AT89S52/LV52 由外部程序存储器取指令(或常数)时,每个机器周期两次
PSEN
有效
(既输出 2 个脉冲)。但在此期间内,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的
PSEN
信号将不出现。
④
EA
/VPP 外部访问允许端。要使 CPU 只访问外部程序存储器(地址为 0000H~
FFFFH),则
EA
端必须保持低电平(接到 GND 端)。当
EA
端保持高电平(接 VSS 端)
时,CPU 则执行内部程序存储器中的程序。
(4) 输入/输出引脚 P0.0~ P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~ P2.7 和 P3.0~P3.7
①P0 端口(P0.0~ P0.7) P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出
口用时,每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入,对端口写 1 时,又可作高阻抗
输入端用。
②P1 端口(P1.0~ P1.7) P1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P1
的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4 个 TTL 输入。对端口写 1 时,通过内
部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。作输入口时,因为有内部的上
拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
③P2 端口 (P2.0~P2.7) P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P2
的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4 个 TTL 输入。对端口写 1 时,通过内
部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口。P2 作输入口使用时,因为有
内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
④P3 端口(P3.0~P3.7) P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可
接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作
输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流,这是由于上拉的缘故。
P3 口也可作为 AT89S52 的一些特殊功能,这些特殊功能见表 3-1
[7]
。
8
表 3-1 P3 端口的特殊功能
3.2 DS1302 时钟电路
3.2.1 DS1302 芯片介绍
低功耗时钟芯片DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补
偿等多种功能。DS1302用于数据记录,特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上,
能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的
分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义
[8]
。
采用 DS1302 作为记录测控系统中的数据记录,其软硬件设计简单,时间记录准
确,既避免了连续记录的大工作量,又避免了定时记录的盲目性,给连续长时间的测
量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便,可广泛应用于长时间连续的测控
系统中。在测量控制系统中,特别是长时间无人职守的测控系统中,经常需要记录某
些具有特殊意义的数据及其出现的时间。记录及分析这些特殊意义的数据,对测控系
统的性能分析及正常运行具有重要的意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采
样,没有具体的时间记录,因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间;若采用
单片机计时,一方面需要采用计数器,占用硬件资源,另一方面需要设置中断、查询
等,同样耗费单片机的资源,而且某些测控系统可能不允许。而在系统中采用 DS1302
则能很好地解决这个问题。
DS1302 的性能特性
·实时时钟,可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数;
·用于高速数据暂存的 31×8 位 RAM;
·最少引脚的串行 I/O;
·2.5~5.5V 电压工作范围;
端口引脚
兼 用 功 能
P3.0
RXD (串行输入口)
P3.1
TXD (串行输出口)
P3.2
INT0
(外部中断 0)
P3.3
INT1
(外部中断 1)
P3.4
T0 ( 定时器 0 的外部输入)
P3.5
T1 (定时器 1 的外部输入)
P3.6
WR
(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD
(外部数据存储器读选通)
9
·2.5V 时耗电小于 300nA;
·用于时钟或 RAM 数据读/写的单字节或多字节(脉冲方式)数据传送方式;
·简单的 3 线接口;
·可选的慢速充电(至 V
CC1
)的能力。
DS1302 时钟芯片包括实时时钟/日历和 31 字节的静态 RAM。它经过一个简单的串
行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。
对于小于 31 天的月和月末的日期自动进行调整,还包括闰年校正的功能。时钟的运
行可以采用 24h 或带 AM(上午)/PM(下午)的 12h 格式。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钟信号或 RAM 数据。DS1302 有
主电源/后备电源双电源引脚:V
CC1
在单电源与电池供电的系统中提供低电源,并提
供低功率的电池备份;V
CC2
在双电源系统中提供主电源,在这种运用方式中,V
CC1
连
接到备份电源,以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302 由 V
CC1
或 V
CC2
中较大者供电。当 V
CC2
大于 V
CC1
+0.2V 时,V
CC2
给 DS1302 供电;当 V
CC2
小于 V
CC1
时,DS1302 由 V
CC1
供电。
(2) DS1302 数据操作原理
DS1302 在任何数据传送时必须先初始化,把 RST 脚置为高电平,然后把 8 位地
址和命令字装入移位寄存器,数据在 SCLK 的上升沿被输入。无论是读周期还是写周
期,开始 8 位指定 40 个寄存器中哪个被访问到。在开始 8 个时钟周期,把命令字节
装入移位寄存器之后,另外的时钟周期在读操作时输出数据,在写操作时写入数据。
时钟脉冲的个数在单字节方式下为 8 加 8,在多字节方式下为 8 加字节数,最大可达
248 字节数。
图 3-3 DS1302 管脚图
如果在传送过程中置 RST 为低电平,则会终止本次数据传送,并且 I/O 引脚变为
高阻态。上电运行时,在 V
CC
大于等于 2.5V 之前,RST 脚必须保持低电平。只有在 SCLK
为低电平时,才能将
RST
置为高电平。DS1302 的管脚图如图 3-3 所示,内部结构图
Vcc2
1
X1
2
X2
3
GND
4
RST
5
I/O
6
SCLK
7
Vcc1
8
DS1302U3
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白茶丫
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