基于DS12C887时钟芯片的多功能万年历设计.doc

一、系统的结构和工作原理 1.系统结构 此次课程设计的万年历，以AT89S52单片机为主控核心，由LCD显示屏、DS12C887时钟芯片、温度传感器DS18B20、蜂鸣器、功能键盘、复位电路、晶振、电源模块等组成，系统结构框图如图1所示。 图1 系统结构框图 2.工作原理 主控制器每隔一段时间（小于一秒钟）读一次时钟芯片的内部寄存器的值，将读出的时间、星期、温度等值实时显示在LCD液晶屏上。同时，主控制器不断的扫描按键电路和温度测量电路，当有按键按下时，识别出按键的值并调整相应的时间、星期值再写入时钟芯片内部。温度数据由测量电路获得的环境温度值送人显示电路。 二、硬件设计 1.主控核心—AT89S52单片机 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。 2.DS12C887时钟电路 DS12C887与计算机常用的时钟芯片MC146818和DS12887管脚兼容，可直接替换。采用DS12C887芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，并且有良好的微机接口。DS12C887芯片内有微功耗，外围接口简单，精度高，工作稳定可靠等优点，广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。 DS12C887主要功能如下： （1）内含一个锂电池，断电后运行十年以上不丢失数据； （2）计秒、分、时、天、星期、日、月、年、并有闰年补偿功能； （3）二进制数码或BCD码表示时间，日历和定闹； （4）12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PM和AM指示，有夏令时功能； （5）Motorola和Intel总线时序选择； （6）有128个字节RAM单元与软件接口，其中14个字节作为时钟和控制寄存器，114 字节为通用RAM，所有RAM单元数据都具有掉电保护功能； （7）可编程方波信号输出； （8）中断信号输出（IRQ）和总线兼容、定闹中断、周期性中断、时钟更新周期、结束 中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试； DS12C887时钟芯片和单片机的硬件连接如下图2 ： 图2 DS12C887与单片机的连接 3.DS18B20温度传感器 采用数字式温度传感器DS18B20，其仅需一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。 DS18B20特性如下： 独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处 理器与DS18B20的双向通讯。（2）在使用中不需要任何外围元件。（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~+5.5?V。（4）测温范围：-55?~+125?℃。固有测温分辨率为0.5?℃。（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 （8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20芯片的连接如下图3所示： 图3 DS18B20连接电路 4.LCD1602显示屏 本设计采用1602字符型LCD，可显示两行，每行16个字符，不能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，只有并行接口，无串行接口。 单片机的P2口与LCD的数据端口连接，用于数字信号的读取，控制端RS 、R/W分别与单片机的P3.3和P3.1相连。电路连接如图4所示。 图4 1602LCD硬件电路 5.其它硬件电路 蜂鸣器电路：为了实现闹钟功能，选择蜂鸣器作为闹铃。采用PNP型9015三极管，发射极e脚连接+5V，基极b脚连接10K电阻后接到单片机P1.6口上，c脚连接蜂鸣器。电路如图5所示。 图5 蜂鸣器电路 功能键盘：本设计采用了4个键盘，分别实现万年历时间日期的调整键、闹钟设置键、增加键（也为闹钟开启键）、减小键组成，分别连接P1.0~P1.3口。 复位电路：89S52的复位输入引脚RST为其提供了初始化的手段,可以使程序从指定处开始执行,在MCS-52的时钟电路工作后,只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时,即可产生复位的操作.只要RST保持高电平,则MCS-52循环复位.只有当RST由高电平变低电平以后,MCS-52才从0000H地址开始执行程序.本系统采用按键复位方式的复位电路。 电源电路：电路采用5V电源进行供电，为了得到稳定的直流电源，通过电源处理电路进行调理，得到稳定电压。 三、软件设计 本次系统设计软件部分采用模块化结构，由主程序﹑DS12C88