基于单片机的电子日历硬件设计

本科生毕业设计（论文）基于单片机的电子日历硬件设计HARDWAREDESIGNOFELECTRONICCALENDARBASEDONSINGLECHIP总计毕业设计（论文）15页表格0个插图8幅学院（系）电子与电气工程系专业电子信息工程基于单片机的电子日历硬件设计摘要本文主要介绍了基于单片机的电子日历硬件系统设计。此系统具有时间显示功能,系统以AT89S52为核心控制器,通过硬件电路的制作根据软件程序的编制，设计制作出一个数字时钟系统。系统主要由时钟模块DS1302、液晶显示模块LCD128X64、4X4键盘控制模、看门狗模块等组成。它由单片机AT89S52芯片和LCD液晶为核心，5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，能用键盘直接调整时间。其中AT89S52是核心元件同时采用液晶模块动态显示，显满刻度为“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”。系统具有简单清晰的操作界面，可随时进行时间调整，设计以硬件为指导思想，充分发挥单片机功能，系统稳定性高，该时钟系统还具有功耗小特点，具有很强的实用性,另外具有校时功能。关键词单片机；时钟模块；液晶模块；看门狗HARDWAREDESIGNOFELECTRONICCALENDARBASEDONSINGLECHIPABSTRACTTHISPAPERMAINLYINTRODUCEDTHEHARDWAREOFTHEELECTRONICCALENDARBASEDONSINGLECHIPTHISSYSTEMHASTHETIMEDEMONSTRATIONFUNCTION,INAT89S52CORECONTROLLERFORTHESYSTEM,THEHARDWARECIRCUITTHROUGHMAKINGANDSOFTWAREPROGRAMMING,DESIGNEDANDPRODUCEDADIGITALCLOCKSYSTEMTHESYSTEMMAINLYCONSISTSOFTHECLOCKDS1302,LCDMODULELCD128X64,4X4KEYBOARDCONTROLMODULE,THEWATCHDOGMODULEITTAKESAT89S52CHIPMICROCONTROLLERANDLCDASTHECORE,SUPPLIESTHE5VDCPOWER,CANACCURATELYDISPLAYTIMETHROUGHTHEDIGITALTUBEANDDIRECTLYADJUSTTHETIMETHROUGHTHEKEYBOARDWHICHISTHECOREELEMENTAT89S52USINGDYNAMICDISPLAYOFLCDMODULE,FULLSCALEWASTHE“YEAR“,“MONTH“,“DAY“,“WEEK“,“TIME“,“SUB“,“SECONDS“,SYSTEMISSIMPLEANDCLEARINTERFACE,WHICHCANBETIMETOADJUST,HARDWAREDESIGNINGASTHEGUIDINGIDEOLOGY,MAKESFULLUSEOFTHEMCUFUNCTIONS,THESYSTEMHASSTRONGSTABILITY,THECLOCKALSOHASLOWPOWERCONSUMPTIONCHARACTERISTICSOFTHESYSTEMHASSTRONGPRACTICAL,WITHTHETIMINGFUNCTIONKEYWORDSSINGLECHIPCLOCKMODULELCDMODULEWATCHDOG目录1引言111课题概述112本文的主要内容12硬件系统设计方案221设计原理222总体框图设计23系统硬件设计331实时时钟模块的设计3311实时时钟模块的功能3312DS1302实时时钟电路设计332液晶显示模块的设计4321液晶显示模块的功能4322LCD12864电路设计433键盘模块的设计6331键盘模块的功能6332矩阵式键盘电路设计634硬件看门狗模块的设计7341看门狗模块的功能7342X5045硬件看门狗电路设计835电源模块设计10351电源模块的功能10352电源电路设计104系统仿真调试1241系统硬件开发环境1242PROTEUS软件1243软硬件交互仿真12结束语13参考文献14致谢151引言11课题概述本课题所研究的单片机即单片微型计算机1，是集CPU、RAM、ROM定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而52单片机也是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习应用，从而达到学习、设计、开发硬件的能力。时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。本设计以AT89S522芯片为核心，DS1302实时时钟模块提供时间数据设计的电子时钟，由5V直流电源供电，通过液晶能够准确显示时间，能用键盘直接调整时间，动态显示“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时准确，显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”。本设计设置以“2010年05月18日星期二08时08分08秒”开始显示，系统具有简单清晰的操作界面，另外具有校时功能。通过对基于单片机电子时钟的设计与制作通过对它的学习和应用,从而到达学习、设计、开发硬件的能力。12本文的主要内容掌握电子实时时钟工作原理。在PROTELDXP软件下熟练掌握硬件电路图的制作。完成电子时钟控制各种功能及程序的调试与仿真。熟练掌握单片机知识，培养扎实的硬件设计3能力，运用所学相关专业知识解决显示与控制领域相关问题。1开发工具电子元器件单片机AT89S52；DS1302；电阻；排阻；电容；电感等。软件工具PROTELDXP（硬件电路图制作的生成）；PROTEUSISIS（仿真软件，验证能否实现功能）。2本设计的应用意义电子日历具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产品化，以及方便、实用等特点。适用于家庭、公司、机关等众多场所。为人们的日常生活、出行安排提供了方便，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。此电子日历钟小巧便捷利于携带，界面清爽，一目了然，方便的使您知晓当前时间，并可对时间做出修改，实在是居家旅行日常生活之必备用品。2硬件系统设计方案21设计原理设计原理利用DS1302实时时钟电路芯片来读取系统中的日期以及时间信息，并利用其端口将相关信息传送至AT89S52主芯片之中，利用P2端口使之显示于LCD12864液晶显示屏上，各个按键分别置于P1口的几个端口可以对时间进行控制修改。详细请参阅第三节的芯片介绍。相关说明通过软件的编写程序,能用键盘直接调整时间，当按下“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”中的任一个按键时，再按加或减键，都可以实现“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”的加或减，比如按下“年”这个键时，再按下加键，就可以年份增加，再按减，就可以实现年份的减少。实现电子日历的校验功能,设定电子时钟的当前显示时间和日期,便于使用。22总体框图设计数字时钟系统模块主要包括最小单片机系统、时钟模块、液晶显示模块、键盘控制模块、看门狗模块五部分组成。系统的总体框图如图1所示。单片机系统实时时钟模块看门狗键盘液晶显示模块电源模块图1总体设计框图实时时钟模块提供年月日星期时分秒日历数据，单片机读取日历数据，通过液晶实现日历数据，通过键盘实现日历数据调整，看门狗电路确保系统可靠性。3系统硬件设计31实时时钟模块的设计311实时时钟模块的功能实时时钟模块在本设计4中的作用主要是给实时时钟模块DS1302设定初始时间,提供年月日星期时分秒电子日历实时数据。312DS1302实时时钟电路设计1DS1302的引脚功能及结构DS1302共有8个引脚,其中VCC1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由VCC1或VCC2两者中的较大者供电。当VCC2大于VCC102V时，VCC2给DS1302供电。当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。X1和X2是振荡源，外接32768KHZ晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC25V之前，RST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。I/O为串行数据输入输出端双向。SCLK始终是输入端。引脚说明如下所示VCC2主用电源引脚；X1、X2DS1302外部晶振引脚；GND地；RST复位引脚；I/O串行数据引脚，数据输出或者输入都从这个引脚；SCLK串行时钟引脚；VCC1备用电源；2DS1302的主要性能A实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力；B318位暂存数据存储RAM；C串行I/O口方式使得管脚数量最少；D宽范围工作电压2055V；E工作电流20V时,小于300NA；F读/写时钟或RAM数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式；G8脚DIP封装或可选的8脚SOIC封装根据表面装配；H简单3线接口；I与TTL兼容VCC5V；J可选工业级温度范围4085；K双电源管用于主电源和备份电源供应。3DS1302结构及工作原理现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。本文介绍的实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为25V55V。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内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。该电路中5DS1302的RST引脚与AT89S52的P35/T0定时器0外部输入相连接，I/O引脚与AT89S52的P37/RD数据存储器写选通相连接，CLK引脚与AT89S52的P36外部数据存储器写选通相连接，采用普通32768KHZ晶振。为系统提供基本的时钟信号。DS1302实时时钟电路6如图2所示。112233445566DDCCBBAATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2010516SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETTINGS原原原SCHDOCDRAWNBYI/O6SCLK7RST5VCC21VCC18X23X12DS1302U232768KI/OCLKVCCVCCRST1302图2实时时钟电路32液晶显示模块的设计321液晶显示模块的功能通过设置液晶显示模块LCD12864的显示方式,使该模块可以用于显示DS1302传送过来的年、月、日、星期、时、分、秒等电子日历实时数据。322LCD12864电路设计LCD1286412黄色背光是一款具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128X64，内置8192个16X16点汉字和128个16X8点ASCII字符集利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8X4行16X16点阵的汉字，也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。液晶显示器LCD具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的好处，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。1点阵LCD的显示原理在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的DOS前辈想了一个办法，就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那么又如何在屏幕上去显示这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状。2LCD12864介绍12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128X64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8X4个16X16点阵汉字。LCD12864模块的20个引脚定义如下VSS逻辑电源地；VCC逻辑电源5V；V0LCD驱动电压；RE数据/指令选择高电平为数据，低电平为指令；R/W读/写选择高电平为读数据，低电平为写数；E读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据；DB0DB7数据输入输出引脚；CS1片选择号，低电平时选择前64列；CS2片选择号，低电平时选择后64列；RET复位信号，低电平有效；VEE输出15V电源给V0提供驱动电源；BLA背光电源LED正极；BLK背光电源LED负极。112233445566DDCCBBAATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2010514SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETTINGS原原原SCHDOCDRAWNBYVSS1VCC2V03RE4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714CS115CS216RET17VOUT18BLA19BLK20LCD12864P1VCCVCCVLVCC51KR210KRPOTR1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24图3LCD12864电路图LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示不能满足图像曲线和汉字显示的需求；而点阵式LCD不仅能显示字符、数字还能显示各种图像、曲线及汉字，并且能实现屏幕上下左右滚动、动画功能、分区开窗口、反转、闪烁等功能，用途十分广泛。本文介绍了点阵式液晶显示器LCD1286电路。如图3所示。P20P24依次与AT89S52的P20P24五根I/O线相连接，为控制线。P00P07依次与AT89S52的P07P00相连接，为8位数据接口。引脚VCC、BLA、RET通过短路帽与AT89S527板上的电源相接。该电路通过单片机，可以用于显示DS1302传送过来的年、月、日、星期、时、分、秒等电子日历实时数据。33键盘模块的设计331键盘模块的功能键盘可以直接用来调整时间，当按下“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”中的任一个按键时，再按加或减键，都可以实现“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”的加或减，比如按下“年”这个键时，再按下加键，就可以年份增加，再按减，就可以实现年份的减少。实现电子日历的校验功能,设定电子时钟的当前显示时间9和日期,便于使用。332矩阵式键盘电路设计键盘是人机对话的纽带，操作人员可以通过键盘输入数据10和命令。键盘可分为非编码键盘和编码键盘两种，前者用软件来识别输入键和产生代码，后者则用硬件来识别和产生代码。本设计采用矩阵式键盘，每一水平线行线与垂直线列线的交叉处不相通,而是通过一个按键来连通。利用这种行列结构只需N条行线和M条列线,即可组成具有NXM个按键的键盘。1矩阵式键盘的结构与工作原理在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图4所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4X416个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，下图中，将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。112233445566DDCCBBAATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2010514SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETTINGS原原原SCHDOCDRAWNBYS1S5P10P11P12P13P14P15P16P17图4单片机矩阵式键盘接口电路图34硬件看门狗模块的设计341看门狗模块的功能看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。硬件看门狗是利用了一个定时器，来控制主程序的运行，也就是说在主程序的运行过程中。我们要在定时时间到之前对定时器进行复位。如果出现死循环，或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。此外，WATCHDOG还可以在你的程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护你的硬件电路。看门狗定时器对微控制器提供了独立的保护系统，当系统出现故障时，在可选的超时周期之后，看门狗将以RESET信号作出响应，像X5045就可选超时周期为14秒、600毫秒、200毫秒三种。当你的程序死机时X5045就会使单片机复位，从而保护硬件电路。看门狗电路确保了系统可靠性。342X5045硬件看门狗电路设计看门狗WATCHDOG电路是嵌入式系统需要的抗干扰措施之一本文用X5045芯片设计了一种新的看门狗电路，具有体积小、占用I/O口线少和编程方便的特点，可广泛应用于仪器仪表和各种工控系统中。看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路，但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不正常，可能导致看门狗系统也瘫痪。硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”，如计数型的看门狗电路通常由555多谐振荡器、计数器以及一些电阻、电容等组成，分立元件组成的系统电路较为复杂，运行不够可靠。随着AT89S528系列单片机的发展，其芯片价格在不断下降，但同时也带来了单片机芯片的抗干扰问题，当干扰信号进入系统时，常导致程序的跑飞。系统中采用看门狗电路监视程序的运行，若程序跑飞，则看门狗电路产生复位信号，使单片机重新返回程序正常运行状态。为此，本设计选用X5045芯片大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。1X5045芯片X5045是美国XICOR公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。SO串行数据输出脚，在一个读操作的过程中，数据从SO脚移位输出。在时钟的下降沿时数据改变。SI串行数据输入脚，所有的操作码、字节地址和数据从SI脚写人，在时钟的上升沿时数据被锁定。SCK串行时钟，控制总线上数据输入和输出的时序。/CS芯片使能信号，当其为高电平时，芯片不被选择，SO脚为高阻态，除非一个内部的写操作正在进行，否则芯片处于待机模式；当引脚为低电平时，芯片处于活动模式，在上电后，在任何操作之前需要CS的一个从高电平到低电平的跳变。/WP当WP引脚为低时，芯片禁止写入，但是其他的功能正常。当WP引脚为高电平时，所有的功能都正常。当CS为低时，WP变为低可以中断对芯片的写操作。但是如果内部的写周期已经被初始化后，WP变为低不会对写操作造成影响。RESET复位输出端。VCC电源端。VSS接地端。2X5045工作原理X5045是一种集上电复位、看门狗、电压监控和串行EEPROM四种功能于一身的可编程控制电路，它有助于简化应用系统的设计，减少电路板的占用面积，提高可靠性。A上电复位X5045加电时会激活其内部的上电复位电路，从而使RESET引脚有效。该信号可避免系统微处理器在电压不足或振荡器未稳定的情况下工作。当VCC超过器件的VTRIP限值时，电路将在200MS典型延时后释放RESET以允许系统开始工作。B低电压检测工作时，X5045对VCC电平进行监测，若电源电压跌落至预置的最小VTRIP以下时，系统即确认RESET，从而避免微处理器在电源失效或断开的情况下工作。当RESET被确认后，该RESET信号将一直保持有效，直到电压跌到低于1V。而当VCC返回并超过VTRIP达200MS时，系统重新开始工作。C看门狗定时器看门狗定时器的作用是通过监视WDI输入来监视微处理器是否激活。由于微处理器必须周期性的触发CS/WDI引脚以避免RESET信号激活而使电路复位，所以CS/WDI引脚必须在看门狗超时时间终止之前受到由高至低信号的触发。X5045硬件连接图如图5所示。实践证明，采用该电路的数据采集的性能稳定可靠。X5045看门狗电路具有多功能、反应速度快、抗干扰能力强等特点。可以说X5045是一种性价比较高的电路芯片，并可非常方便地与许多常用CPU系列器件接口，非常适用于智能仪器、实时控制、微型化等场合。112233445566DDCCBBAATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2010516SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETTINGS原原原2SCHDOCDRAWNBYU31234567X5045AT89S52P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732XTAL218XTAL119P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17RST9EA31ALE30PSEN29P178P167P156P145P134P123P11/T2EX2P10/T21U1RST1302CLKI/OXTAL1XTAL2RSTP14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P10P11P12P13CRYSTALX122PC122PC2XTAL1XTAL2VCCRSTVCCP034P035P036P037P034P035P036P037KEY11KR3VCC22UFC3RST图5看门狗电路接线图X5045硬件连接图如图5所示。X5045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X5045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C2、R3输出一个正脉冲，使CPU复位。图5电路中，CPU的复位信号共有3个上电复位C1、R2，人工复位S、R1、R2和WATCHDOG复位C2、R3，通过或门综合后加到RESET端。C2、R3的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。35电源模块设计351电源模块的功能向各用电系统提供电源。由于硬件系统中DS1302模块工作电压的范围为25V55V，与TTL兼容VCC为5V；LCD12864模块需要逻辑电源正5V；看门狗电路也需要5V的电压。所以本设计采用5V电源，由LM7805芯片构成的稳压电路提供电源。352电源电路设计7805系列是三端集成稳压电路正电源，LM7805输出电压是5V。LM7805是我们最常用到的稳压芯片了，他的使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5V，刚好是52系列单片机运行所需的电压，他有很多的系列如KA7805，ADS7805，CW7805等，性能有微小的差别,用的最多的还是LM7805,下面我简单的介绍一下它的3个引脚以及用它来构成的稳压电路的资料。其中1接整流器输出的正电压，2为公共地也就是负极，3就是我们需要的正5V输出电压了。系统中各数据采集节点以及主机控制和显示统一由正5V电源供电，电源电路如图6所示。这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器LM7805，C7、C8分别为输入端和输出端滤波电容，104电容滤除电源中的高频杂波，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805应配上散热板。图6电源电路根据上述介绍的各模块实现的功能及各芯片的工作原理，在PROTELDXP软件环境下制作了总体硬件电路图12如图7所示。112233445566DDCCBBAATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2010516SHEETOFFILECDOCUMENTSANDSETTINGS原原原SCHDOCDRAWNBYAT89S52P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732XTAL218XTAL119P20/A821P21/A922P22/A1023P23/A1124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P27/A1528P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17RST9EA31ALE30PSEN29P178P167P156P145P134P123P11/T2EX2P10/T21U1S1S5I/O6SCLK7RST5VCC21VCC18X23X12DS1302U232768KCRYSTALX1KEY122PC122PC21KR3VCCRST1302CLKI/OI/OCLKVCCVCCVSS1VCC2V03RE4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714CS115CS216RET17VOUT18BLA19BLK20LCD12864P1VCCVCCVLVCC51KR210KRPOTR1XTAL1XTAL2XTAL1XTAL222UFC3RSTRSTRST1302P14P15P16P17P10P11P12P13P14P15P16P17123456789810KU3VCCP00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P20P21P22P23P24P10P11P12P13P034P035P036P037图7总体硬件电路连接图4系统仿真调试41系统硬件开发环境PROTELDXP是一个单个的应用程序，能够提供从概念到完成板卡设计项目的所有功能要求，其集成程度在PCB设计行业中前所未见。PROTELDXP采用一种新的方法来进行板卡设计，使你能够享受极大的自由，从而能够使你在设计的不同阶段随意转换，按你正常的设计流量进行工作。42PROTEUS软件PROTEUS是一款新颖的系统软硬件设计仿真平台，特别适用于单片机仿真，能够在线、实时仿真多种类型的单片机，诸如MCS51系列单片机、PIC单片机、AVR单片机等，能够像硬件仿真器一样进行软硬件调试，而没必要花钱去购买和维护价格不菲的仿真器，对于初学单片机的人来说，既减少了学习成本，又达到了良好的学习效果。本设计在PROTEUSISIS中进行仿真验证。43软硬件交互仿真在硬件电路的基础上，利用PROTEUSISIS74软件结合软件编写的程序进行了仿真。大体操作步骤为在PROTEUSISIS74中找出对应的元件,连接好电路，再把已编写好的程序加载到单片机中去，按设计要求进行仿真，看是否达到预期效果，从而验证仿真的正确与否。在与软件结合的仿真过程中，一开始并没有达到预期的效果，比如按下“日”键，再按“加”键，仿真结果并不像我们想的那样加到31返回而是一直加，说明软硬件中出现了错误。经检查硬件电路连接完好，后来发现软件的程序编写有些错误，经过软件程序的多次修改调试，最终仿真的结果达到了我们预期的结果，从而验证了软硬件的正确性以及完美结合。具体仿真过程为在硬件电路的基础上，在PROTEUSISIS74中找出对应的元件，连接好电路,再把已编写好的程序，在PROTEUS中仿真的结果如下图设计要求，仿真能够实现由DS1302提供实时时钟数据，通过AT89S52单片机控制，液晶模块LCD128X64动态显示“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”，本设计以“2010年05月18日星期二08时08分08秒”开始显示,可以用键盘直接调整时间，当按下“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”中的任一个按键时，再按加或减键，都可以实现“年”、“月”、“日”、“星期”、“时”、“分”、“秒”的加或减，比如按下“年”这个键时，再按下加键，就可以年份增加，再按减，就可以实现年份的减少。实现电子日历的校验功能，设定电子时钟的当前显示时间和日期。达到了本设计的预期要求。在PROTEUS中仿真的结果如图8所示图8软硬件交互仿真图结束语本设计对液晶的原理做了详细的剖析，以同样的控制原理，软硬件齐心协作，使本设计的设计和调试过程更加方便快捷，提高了设计一次成功率，节约了设计成本，缩小了设计周期。总结本文的研究工作，主要做了下面几点较突出的工作1通过查阅大量的相关资料，详细了解了LCD的发光原理和LCD显示屏的原理，了解了LCD的现状，清楚地了解了LCD显示屏与其它显示屏相比较有那些优点，明确了研究目标。2本文设计的LCD显示屏能够实现在目测条件下LCD显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字。显示图形和文字应稳定、清晰、无串扰。图形或文字显示有静止、移入、移出等显示方式。3文章给出了系统具体的硬件设计方案,硬件结构电路图，与软件设计程序结合下进行仿真与调试的仿真图等方面。4在这次毕业设计的过程中