基于单片机的电子万年历带计算器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基于单片机的电子万年历带计算器,单片机课程设计报告,系 别,：,电气工程系,班 级,：,本电气113班,指导老师,：,吴巧媚,组 员,：杨祺杰、,段湘文、,刘强,、,李鹏宇,大纲,1,、内容摘要,2,、设计任务及要求,3,、内容设计,4,、系统框架图,5,、电路设计原理图,6,、各部分电路的说明,7,、元件清单,8,、测试结果与分析,9,、总结与体会,10,、致谢,一、内容摘要,本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的几种应用简易计算器和电子万年历。本简易计算器和电子万年历以AT89S52单片机作为核心，可以显示简易的计算和时间，时间可以人为设定；另外还可以显示当前的日历，显示格式为年（四位），月（两位），日（两位）。设置时间的位切换、设定数值、启动定时器、切换日历通过外部中断来实现。简易计算器不仅可以进行简易的计算还可以显示时间。简易计算器显示电路由LCD1602组成，制作该装置的材料需要有软硬件的支持，硬件方面AT89C51单片机，晶振，电源，液晶屏LCD1602，DS1302时钟芯片。,本次设计在电子万年历的基础上加上了计算器，通过切换键来实现两个功能的互换。计算器可以进行,7,位数的加、减、乘、除，但是最大有效显示结果为,9,位数。,具体实现功能如下：,1,、显示年、月、日、时、分、秒等信息,2,、具有可调整日期和时间功能,3,、与即时时间同步（不接外部电源）,4,、按切换键后可进行简单的四则运算,二、设计任务及要求,1,、本课题设计的是简单的计算器和万年历，可以进行四则运算和显示时间，为了得到较好的显示效果，所以采用背光,LCD1602,显示数据和结果；,2,、计算器部分：键盘包括数字键,(0-9),、符号键,(+,、,-,、*、,/,、,.),、清除键,(ON/C),和等号键,(=),，故需要,16,个按键，设计中采用,4*4,矩阵键盘；,3,、时间显示的部分，有年、月、日、时、分、秒，时间显示和计算器控制键的分别设置，故需要一个功能切换的按键。显示时间状态时，可以对当前的时间进行设置；,4,、执行程序：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过,LCD,显示出来，当键入,+,、,-,、*、,/,运算符（包过小数），计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在,LCD,上输出运算结果；,5,、错误提示：当单片机执行程序中有错误时，会在,LCD,上显示相应的提示，如：当输入的数值或计算器得到的结果大于计算器的显示范围时，计算器会在,LCD,上提示溢出（显示,-1,）；当除数为,0,时，计算器会在,LCD,上提示错误，显示“,0”,。,三、内容设计,AT89S52单片机,时钟芯片DS1302,液晶显示器LCD1602,整体设计设计方案,4*4键盘电路,电路原理图,软件设计,硬件调试与分析,单片机的介绍 与应用原理,1,、单片机的介绍,AT89S52,是一种低功耗、高性能,CMOS8,位微控制器，具有,8K,在系统可编程,Flash,存储器。使用,Atmel,公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业,89C51,产品指令和引脚完全兼容。片上,Flash,允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的,8,位,CPU,和在系统可编程,Flash,，使,AT89S52,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。,AT89S52,具有以下标准功能：,8k,字节,Flash,，,256,字节,RAM,，,32,位,I/O,口线，看门狗定时器，,2,个数据指针，,3,个,16,位定时器,/,计数器，,1,个,6,向量,2,级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，,AT89S52,可降至,0Hz,静态逻辑操作，支持,2,种软件可选择节电模式。空闲模式下，,CPU,停止工作，允许,RAM,、定时器,/,计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，,RAM,内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。,单片机的工作方式：正常工作时消耗1120mA电流，空闲状态时为1.75mA电流，掉电方式为550A。,2,、单片机的应用,（,1,）在智能仪器仪表上的应用,（,2,）在工业控制中的应用,（,3,）在家用电器中的应用,（,4,）在计算机网络和通信领域中的应用,（,5,）单片机在医用设备领域中的应用,（,6,）在各种大型电器中的模块化应用,（,7,）单片机在汽车设备领域中的应用,LCD1602,的介绍,LCD1602,已很普遍了，具体介绍我就不多说了，市面上字符液晶绝大多数是基于,HD44780,液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此,HD44780,写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。字符型,LCD,通常有,14,条引脚线或,16,条引脚线的,LCD,，多出来的,2,条线是背光电源线,VCC(15,脚,),和地线,GND(16,脚,),，其控制原理与,14,脚的,LCD,完全一样（背光与不背光）。,其优点为：显示质量高，数字式接口，体积小、质量轻，功耗低,(10mW),显示方式：段式、字符式、点阵式；本次用到的是字符型液晶LCD1602，专门用于字母、数字、符号等点阵式,LCD,。,驱动方式：静态驱动、单纯（主动）矩阵驱动三种。,LCD1602,主要技术参数,显示容量,:162,个字符 芯片工作电压,:4.55.5V,工作电流,:2.0mA(5.0V),模块最佳工作电压,:5.0V,字符尺寸,:2.954.35(WH)mm,LCD1602,的原理及其应用,LCD1602,的引脚图,LCD1602,的,的,引,引,脚,脚,说,说,明,明,第,1,脚,：,：,VSS,为,地,地,电,电,源,源,。,。,第,第,2,脚,：,：,VDD,接,5V,正,电,电,源,源,。,。,第,3,脚,：,：,VL,为,液,液,晶,晶,显,显,示,示,器,器,对,对,比,比,度,度,调,调,整,整,端,端,，,，,接,接,正,正,电,电,源,源,时,时,对,对,比,比,度,度,最,最,弱,弱,，,，,接,接,地,地,时,时,对,对,比,比,度,度,最,最,高,高,，,，,对,对,比,比,度,度,过,过,高,高,时,时,会,会,产,产,生,生,“,“,鬼,鬼,影,影,”,”,，,，,使,使,用,用,时,时,可,可,以,以,通,通,过,过,一,一,个,个,10K,的,电,电,位,位,器,器,调,调,整,整,对,对,比,比,度,度,。,。,（,（,正,正,常,常,工,工,作,作,电,电,压,压,为,为,0.3V,左,右,右,）,）,第,4,脚,：,：,RS,为,寄,寄,存,存,器,器,选,选,择,择,，,，,高,高,电,电,平,平,时,时,选,选,择,择,数,数,据,据,寄,寄,存,存,器,器,、,、,低,低,电,电,平,平,时,时,选,选,择,择,指,指,令,令,寄,寄,存,存,器,器,。,。,第,5,脚,：,：,R/W,为,读,读,写,写,信,信,号,号,线,线,，,，,高,高,电,电,平,平,时,时,进,进,行,行,读,读,操,操,作,作,，,，,低,低,电,电,平,平,时,时,进,进,行,行,写,写,操,操,作,作,。,。,当,当,RS,和,R/W,共,同,同,为,为,低,低,电,电,平,平,时,时,可,可,以,以,写,写,入,入,指,指,令,令,或,或,者,者,显,显,示,示,地,地,址,址,，,，,当,当,RS,为,低,低,电,电,平,平,R/W,为,高,高,电,电,平,平,时,时,可,可,以,以,读,读,忙,忙,信,信,号,号,，,，,当,当,RS,为,高,高,电,电,平,平,R/W,为,低,低,电,电,平,平,时,时,可,可,以,以,写,写,入,入,数,数,据,据,。,。,第,6,脚,：,：,E,端,为,为,使,使,能,能,端,端,，,，,当,当,E,端,由,由,高,高,电,电,平,平,跳,跳,变,变,成,成,低,低,电,电,平,平,时,时,，,，,液,液,晶,晶,模,模,块,块,执,执,行,行,命,命,令,令,。,。,第,7,14,脚,：,：,D0,D7,为,8,位,双,双,向,向,数,数,据,据,线,线,。,。,第,15,脚,：,：,背,背,光,光,源,源,正,正,极,极,。,。,第,16,脚,：,：,背,背,光,光,源,源,负,负,极,极,。,。,时,钟,钟,芯,芯,片,片DS1302,的,的,工,工,作,作,原,原,理,理,DS1302,的,简,简,介,介,DS1302,是,美,美,国,国,DALLAS,公,司,司,推,推,出,出,的,的,一,一,种,种,高,高,性,性,能,能,、,、,低,低,功,功,耗,耗,（,（,功,功,耗,耗,小,小,于,于,1mw,；,2.5V,时,，,，,小,小,于,于,300nA,）,、,、,带,带,RAM,的,实,实,时,时,时,时,钟,钟,电,电,路,路,，,，,它,它,可,可,以,以,对,对,年,年,、,、,月,月,、,、,日,日,、,、,周,周,日,日,、,、,时,时,、,、,分,分,、,、,秒,秒,进,进,行,行,计,计,时,时,，,，,具,具,有,有,闰,闰,年,年,补,补,偿,偿,功,功,能,能,，,，,工,工,作,作,电,电,压,压,为,为,2.5V,5.5V,。,采,采,用,用,三,三,线,线,接,接,口,口,与,与,CPU,进,行,行,同,同,步,步,通,通,信,信,，,，,并,并,可,可,采,采,用,用,突,突,发,发,方,方,式,式,一,一,次,次,传,传,送,送,多,多,个,个,字,字,节,节,的,的,时,时,钟,钟,信,信,号,号,或,或,RAM,数据。,DS1302,内部有,一,一个,318,的用于,临,临时性,存,存放数,据,据的,RAM,寄存器,。,。,DS1302,是,DS1202,的升级,产,产品，,与,与,DS1202,兼容，,但,但增加,了,了主电,源,源,/,后备电,源,源双电,源,源引脚,，,，同时,提,提供了,对,对后备,电,电源进,行,行涓细,电,电流充,电,电的能,力,力。,DS1302的结,构,构,DS1302的引,脚,脚排列,其,其中Vcc1为后,备,备电源，VCC2,为,为主电源,。,。在主电,源,源关闭的,情,情况下，,也,也能保持,时,时钟的连,续,续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2,两,两者中的,较,较大者供,电,电。当Vcc2大,于,于Vcc1+0.2V时，Vcc2,给,给DS1302供,电,电。当Vcc2小,于,于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电,。,。X1和X2是振,荡,荡源，外,接,接32.768kHz晶振,。,。RST,是,是复位/,片,片选线，,通,通过把RST输入,驱,驱动置高,电,电平来启,动,动所有的,数,数据传送,。,。RST,输,输入有两,种,种功能：,首,首先，RST接通,控,控制逻辑,，,，允许地,址,址/命令,序,序列送入,移,移位寄存,器,器；其次,，,，RST,提,提供终止,单,单字节或,多,多字节数,据,据传送的,方,方法。当RST为,高,高电平时,，,，所有的,数,数据传送,被,被初始化,，,，允许对DS1302进行,操,操作。如,果,果在传送,过,过程中RST置为,低,低电平，,则,则会终止,此,此次数据,传,传送，I/O引脚,变,变为高阻,态,态。上电,运,运行时，,在,在Vcc2.0V之前，RST必,须,须保持低,电,电平。只,有,有在SCLK为低,电,电平时，,才,才能将RST置为,高,高电平。I/O为,串,串行数据,输,输入输出,端,端(双向)。SCLK为时,钟,钟输入端,。,。,DS1302电路,原,原理图,电路原理,图,图如下，DS1302与单,片,片机的连,接,接也仅需