基于单片机的电子万年历的设计与制作毕业论文.doc

郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计）题 目 基于单片机的电子万年历的设计与制作 二一三年五月二十三日郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）摘 要单片机应用技术飞速发展，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。单片机是集CPU、RAM、ROM 、定时、计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。本文通过对一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计，系统由主控制器STC89C52为控制中心，DS12C887产生时钟，DS18B20产生温度，12864液晶显示对日期、时间等进行显示，按键可以设置时间、闹钟等。能实现时钟、日历、时间和温度显示的功能。今后万年历将会朝着精准度更高，外观更加美丽，价格更加实惠的方向发展，并且将会出现更多的辅助功能。关键词：单片机，农历查询，万年历，温度显示60郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）ABSTRACTAs the rapid development of Single-chip Microcomputer Application technology, from the navigation device of missile to the various instruments on the aircraft control and from computer communication network and data transmission to industrial real-time automation process control and data processing, as well as the extensive use of the smart card and electronic pets in live, All of this is inseparable from the microcontroller. SCM is set to CPU, RAM, ROM, timing, counting and multiple interfaces in one microcontroller. It has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation.This paper designed a electronic clock which can achieve calendar function based on microcontroller, the system consists of main controller STC89C52, clock circuit, display circuit, DS12C887circuit, and a reset circuit components, the main control system as the control center, DS12C887 generates a clock, DS18B20 generates temperature, a 12864 LCD display the date and time, the key can set the time, alarm clock, achieved the clock calendar and time display function.In the future, the calendar will be more accurate, look more beautiful; more affordable prices of the direction of development, and will appear more auxiliary function.Keywords: Monolithic single-chip,lunar calendar demand, perpetual calendarsdisplay temperature目 录摘 要.IABSTRACT.II第1章 绪论.11.1 课题的背景11.2 电子万年历的发展11.3 电子万年历设计1第2章 设计要求与方案论证.32.1 设计要求32.2 方案论证32.2.1 控制部分方案设计.32.2.2 显示部分的设计.42.2.3 单片机芯片的选择方案和论证42.2.4 时钟芯片的选择方案和论证42.2.5 温度传感器的选择方案和论证52.2.6 电源的选择方案5第3章 硬件设计.63.1 电路的设计框图63.2 主要单元电路的设计63.2.1 单片机主控电路设计63.2.2 时钟振荡电路设计83.2.3 复位电路设计93.2.4 温度传感器电路设计103.2.5 时钟电路设计123.2.6 显示电路设计133.2.7 按键电路设计163.2.8 报警电路设计16第4章 软件设计.174.1 程序流程图174.1.1 主程序流程174.1.2 时间调整程序流程图184.1.3 时钟芯片读写程序流程204.1.4 温度测量元件控制程序流程204.1.4 公历转换成农历的基本原理214.2 操作与调试224.2.1 软件调试224.2.2 万年历实物23总结与展望.24致 谢.25参考文献.26附录一：系统硬件原理图.27附录二：元器件清单.28附录三：设计程序.29第1章 绪论1.1 课题的背景 随着社会的发展和科技水平的提高，人类获得和计算时间的方法，历经观天阳、摆钟到现在电子钟，经过不断发展和创新，计时的精度越来越准确。为了观测时间的同时，能够了解其他与人类日常生活密切相关的信息，比如星期、日期、温度、湿度等信息，电子万年历诞生了，它集时间、日期、星期等功能于一身，具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简单等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。1.2 电子万年历的发展 二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，更加直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。如今电子万年历飞入了寻常百姓家，挂式、台式以及带装饰画面等丰富的电子万年历数不胜数，不但满足了精准的计时需求，还将计时带上了科技时尚的味道。单片机技术所应用的功能控制芯片可进行多种功能的设置，如闹钟、报时、日历查询、语音等；并改善了很多原有石英钟不能解决的问题，例如：数字夜光显示、数据存储以及全自动温度检测等功能；这给传统计时消费带来了新的动力，越来越多的消费者选择了电子万年历。1.3 电子万年历设计 针对目前市场上销售的万年历设计的功能进行调研，确定本次毕业设计课题的主要功能应该具有：阳历日期显示、时间显示（精确到秒）、农历日期显示、星期显示、环境温度显示、定时闹铃和温度上下限报警等基本功能，设置功能应该具有时间修改和重设定，在修改时间的过程中，可以对月份的天数自动判断和纠错。同时具有事件备忘记录和提醒功能。在设计过程中首先要学习各种芯片的引脚基本功能，电路的连接和设计，尤其是其工作时序，这是实现系统的关键。温度检测采用DS18B20，由于DS18B20是单总线温度传感器，所以，对其控制需要较严格的时序。通过查阅资料和仿真掌握单总线数字温度传感器的时序要求和工作流程，该系统主要应用了DS18B20的跳过ROM匹配、温度转换、读取温度指令等。时钟芯片采用DS12C887 ，DS12C887为24脚双列直插式时钟芯片，为了能够使其正常工作，要学习其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、读取时间寄存器数据、写入时间寄存器数据等。DS12C887时钟芯片内部有集成备用电源，所以，有掉电保护作用，大概能用上十年之久。显示器件选用12864液晶模块，由于液晶模块在写入指令或数据后，要经过一段时间才能完成内部动作，所以，对其读写控制时要有必要的延时，以等待液晶模块完成内部动作，才能使写入的数据或指令有效。带字库型液晶模块有基本指令集和扩充指令集，本设计不需要显示图片，所以，采用基本指令集。在时间设定环节，要有设定提示，本系统以游标闪烁方式提示用户当前所修改的数据。 第2章 设计要求与方案论证2.1 设计要求 基本要求：（1）具有显示年、月、日、星期、时、分、秒等功能；（2）万年历具有闰月识别显示功能，并能显示农历年，月，日，12生肖；（3）具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能和日期的查询功能；（4）具备节日提醒、闹钟功能；（5）具备温度显示功能；（6）具备温度上下限报警；2.2 方案论证 2.2.1 控制部分方案设计 一般针对万年历设计控制部分可采用编程逻辑器件。如采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。这种设计结构清晰，各个模块的硬件上设计简单，控制与显示的模块间的连接也比较方便。但是考虑到本设计的要求，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。，所以利用PLD器件对于未来功能的拓展受到较大的局限。另一方案可以采用编程逻辑器件设计，但是成本较高，不适合家用市场的推广。另外万年历的设计可以采用单片机设计，8位单片机有丰富的中断源和时基，方便设计。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大，方便使用。用8位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些，所以本次设计选用8位单片机设计。2.2.2 显示部分的设计 方案一：LED数码管动态扫描。相对于液晶显示比较经济实惠，但液晶显示比数码管显示美观，LED数码管在操作上比较繁琐。方案二：点阵式数码管显示。点阵式数码管显示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：液晶显示方式。采用液晶显示屏12864，显示功能强，效果直观，并且可以显示汉字，方便操作。所以本次设计选择12864液晶显示屏。2.2.3 单片机芯片的选择方案和论证方案一：采用AT89C52，片内ROM全都采用Flash ROM；同时也与MCS-52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89S51的功能，且具有在线编程可擦除技术，但是在下载程序时要用专门的下载器，此下载器价格不菲，作为学生的我们为了节约成本，最好不要选用。方案二：采用STC89C52芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有8KB ROM 存储空间，而且与MCS-52系列单片机完全兼容，且具有在线编程可擦除技术，能通过MAX232和串口对单片机下载程序，硬件简单，操作方便，经济实惠。所以选择采用STC89C52作为主控制系统。2.2.4 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DS12C887时钟芯片实现时钟，DS12C887芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高，工作电压2.5V5.5V范围内，具有掉电保护功能和闹钟识别。所以本次设计采用DS12C887时钟芯片实现时钟。2.2.5 温度传感器的选择方案和论证方案一：传统的温度传感器，读出来的数据要通过模数转换才能送入单片机内，硬件电路复杂，而且精度不高。方案二： 采用数字式温度传感器DS18B20，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用P3.7与DS18B20的I/O口连接加一个上拉电阻,Vcc接电源,Vss接地。所以本次设计采用数字式温度传感器DS18B20实现温度采集。2.2.6 电源的选择方案 单片机的电压范围是4V.06.0V；时钟芯片DS12C887，当电压输入为+5V时，用户可以访问DS12C887内RAM中的数据，并可对其进行读/写操作；当电压输入小于+4.25V时，禁止用户对内部RAM进行读/写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；温度传感器的电压范围是3.0V5.5V，所以本次设计采用的是用三节七号干电池，提供4.5V电压，方便快捷，也减少板子的空间，方便设计。 第3章 硬件设计3.1 电路的设计框图 本设计的总体框架如图3.1所示，系统包括：主控制模块、时钟模块、显示模块、键盘操作模块和报警模块等六部分。以下简单说明各部分的功能和选择的芯片采用STC89C52作为主控制系统，采用DS12C887提供时钟，采用12864液晶显示作为显示部分，DS18B20温度传感作为温度采集系统，采用四按键调整系统和蜂鸣器报警系统如。蜂鸣器报警模块STC89C52主控制模块键盘模块DS18B20温度模块128*64液晶显示模块DS12C887时钟模块图3.1电路的设计框图3.2 主要单元电路的设计本次电路设计主要包括以下几个模块：单片机主控电路设计；复位电路设计；晶振电路设计；温度传感器电路设计；实时时钟电路设计；显示电路设计以及按键系统设计。3.2.1 单片机主控电路设计（1）STC89C52的简介 STC89C52是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微处理器，内部有8K字节的闪速PEROM ，与MCS-51系列的引脚及指令兼容，FLASH系列存储器为快速擦写存贮器。相对于MCS-51系列芯片而言，其特点如下：l 可擦写1000次l 全静态操作：0Hz33MHz l 32根可编程I/O口线l 内部RAM为256字节l 两个16位的定时/计数器l 8个中断源STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。（2）STC89C52芯片的管脚、引线与功能引脚信号介绍：l P0.0P0.7 ：P0口8位双向口线 l P1.0P1.7 ：P1口8位双向口线 l P2.0P2.7 ：P2口8位双向口线 l P3.0P3.7 ：P3口8位双向口线 访问程序存储器控制信号：当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。 ALE地址锁存控制信号：在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外由于ALE是以晶振六分之一的固定频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲作用。外部程序存储器读选取通信号：在读外部ROM时有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 XTAL1和XTAL2外接晶体引线端：当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于拉外部的时钟脉冲信号。 RST复位信号：当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。 VSS：地线 VCC：+5V电源 单片机的IO端口使用情况如表3-1: 表3-1 单片机的IO端口使用情况引脚号IO端口与外围电路的连接P0.0P0.7与液晶显示屏12864的数据线相连P1.0P1.7与时钟芯片DS12C887的数据线相连P2.0与时钟芯片DS12C887的数据选通DS相连P2.1与时钟芯片DS12C887的读写输入RW相连P2.2与时钟芯片DS12C887的地址选通输入AS相连P2.3与时钟芯片DS12C887的片选信号CS相连P2.4与液晶显示屏12864的使能端E相连P2.5与液晶显示屏12864的读写端RW相连P2.6与液晶显示屏12864的数据命令选择端RS相连P3.0与功能设置键相连P3.1与确认键相连P3.2与液晶显示屏12864的串并口选择端PSB相连P3.3与蜂鸣器的控制端相连P3.5与加键相连P3.6与减键相连P3.7与DS18B20的数据端DQ相连3.2.2 时钟振荡电路设计 时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格运作。（1）时钟信号的产生单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。电容器C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值的范围在5pF-30pF,典型值为30pF。晶振的频率通常选择两种6MHz和12MHz。只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶体振荡器就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号,本次设计采用的是12MHz的晶振。 （2）时钟振荡电路如图3.2所示：图3.2 时钟振荡电路3.2.3 复位电路设计 单片机常见的复位电路通常单片机复位电路有两种：上电复位电路和按键复位电路。上电复位电路是为了保证单片机上电时复位操作设计的电路，保证单片机上电后立即进入规定的复位状态。它是利用电容充电的原理来实现的。按键复位电路不仅具有上电复位电路的功能，同时操作比上电复位电路的操作要简单得多。如果要实现复位功能的话，只要按下RST键即可。它主要是利用电阻的分压来实现的，在此设计中，采用按键复位电路，其电路图如图3.3所示：图3.3 复位电路复位电路工作原理：单片机复位的条件是当RST引脚的高电平保持足够的时间（2个机器周期）时，单片机才可以进行复位操作。此设计中VCC上电时，C4充电，在10k电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C4充满，10k电阻上电流降为零，电压也为零，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下按键、C4放电。按键松开，C4又充电，在10k电阻上出现电压，使得单片机复位。3.2.4 温度传感器电路设计 温度传感器的种类众多，DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器适合在应用与高精度、高可靠性的场合。DS18B20的主要特点：超小的体积，超低的硬件开销，抗干扰能力强，精度高。DS18B20的主要特征：l 全数字温度转换及输出 l 先进的单总线数据通信l 最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度 l 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒 l 可选择寄生工作方式 l 检测温度范围为55C +125C (67F +257F)l 内置EEPROM，限温报警功能 l 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接 l 多样封装形式，适应不同硬件系统 DS18B20工作原理及应用：DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而提高抗干扰力。一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。DS18B20共有三种形态的存储器资源，分别是：ROM只读存储器：用于存放DS18B20的ID编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56位的CRC码（冗余校验）。数据在出产时设置不由用户更改。DS18B20共64位ROM。RAM 数据暂存器：用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM（常用于温度报警值储存）的镜像。在上电复位时其值将被刷新。第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。第9个字节为前8个字节的CRC码。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。DS18B20芯片与单片机的接口：DS18B20只需要接到控制器（单片机）的一个I/O口上，由于单总线为开漏，所以需要外接一个4.7K的上拉电阻。如要采用寄生工作方式，只要将VDD电源引脚与单总线并联即可。但在程序设计中，寄生工作方式将会对总线的状态有一些特殊的要求。微控制器控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求微控制器将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，然后发出60240微秒的存在低脉冲，微控制器收到此信号表示复位成功，如果没有收到复位成功信号，则表示DS18B20出现问题，可以用来作为系统设计时的故障提示、判断信号。DS18B20的单总线数据传输特点，决定了它严格的控制时序。微控制器写1时，数据线必须先被拉至低电平，然后就被释放，使数据线在写时间片开始之后的15微秒之内拉至高电平。微控制器写0时，数据线必须先被拉至低电平且至少保持逻辑低电平60微秒。微控制器把数据线从高电平拉至低电平时，产生读时间片，数据线必须保持在逻辑低电平至少1微秒；来自DS18B20的输出数据在读时间片下降沿之后15微秒有效。因此，为了读取从时间片开始算起15微秒的数据线状态，微控制器必须停止把数据线驱动至低电平。在读时间片结束时，数据线经过外部的上拉电阻拉回至高电平。所有读时间片的最短持续期限为60微秒，各个读时间片之间必须有最短为1微秒的恢复时间。其读写时序如图3.4所示。读数据写060微秒15微秒45微秒15微秒45微秒15微秒DS18B20写时间间隙写1 图3.4 DS18B20读时间间隙DS18B20的实物图及与单片机接口电路原理图如3.5和3.6： 图3.5 DS18B20实物图 图3.6 DS18B20连接图3.2.5 时钟电路设计 DS12C887时钟日历芯片，是由美国 DALLAS公司生产的新型时钟日历芯片，采用CMOS技术制成。芯片采用24引脚双列直插式封装，内部集成晶振、振荡电路、充电电路和可充电锂电池，组成一个加厚的集成电路模块，在没有外部电源的情况下可工作10年。具DS12C887这种实时时钟芯片具备年、月、日、星期、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。同时芯片内有微功耗，外围接口简单，精度高，工作稳定可靠等优点，广泛应用在各种需要较高精度的实时时钟系统中。DS12C887的实物及外部引脚图如下图3.7和3.8： 图3.7 DS12C887的外部引实物图 图3.8 DS12C887的外部引脚 DS12C887主要功能介绍：（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，日历和设定闹钟；（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；本次设计用的是BCD码表示时间，24小时制，Intel总线时序。与单片机接口电路原理图： 电路原理图如图3.9所示，DS12C887与单片机的连接，数据线AD0.7与P1口连接，片选信号CS和P2.3相连，地址选通输入AS和P2.2相连，读/写输入RW和P2.1相连，数据选通DS和P2.0相连。DS12C887的连接图如下图3.9图3.9 DS12C887与单片机的连接电路原理图3.2.6 显示电路设计 液晶显示的原理是利用利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度和彩色显示等。在本万年历当中12864 液晶显示显示当前的实时时间和温度及重要的阴阳历节日等功能。12864 液晶显示具有如下的特性：l 提供8 位，4 位并行接口及串行接口可选l 并行接口适配M6800 时序l 自动电源启动复位功能l 内部自建振荡源l 6416 位字符显示RAM（DDRAM 最多16 字符4 行，LCD 显示范围162 行）(改为半角输入)l 2M 位中文字型ROM（CGROM），总共提供8192 个中文字型（1616 点阵）l 16K 位半宽字型ROM(HCGROM)，总共提供126 个西文字型（168 点阵）l 6416 位字符产生RAM（CGRAM）l 1516 位总共240 点的ICON RAM（ICONRAM）其与单片机的连接电路如图3.10 所示：图3.10 12864与单片机的接线图液晶显示12864的引脚功能如表3-2所示。表3-2 液晶显示12864的引脚功能引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电池地2VDD-模块的电源正端3VO-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令数据选择信号：串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号：串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号：串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并串行接口选择：H-并行:L-串行16NC空脚17RSTH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A-背光电源正极20LED_K-背光电源负极对12864写控制时，在使能信号E下降沿有效。在使能信号E下降沿后，为了保证数据或指令可靠写入，需要在使能信号E下降沿后有一段延时，使12864完成内部动作。12864的指令集分为基本指令集和扩充指令集，扩充指令集提供绘图功能，可以显示图片；在本设计当中，仅需要基本指令集以显示汉字、数字和字母，表3.4给出12864的基本指令集。清除显示指令将DDRAM填满“20H”，并且设定DDRAM的地址计数器（AC）为“00H”。 地址归位指令设定DDRAM的地址计数器（AC）为“00H”，并且将游标移到开头原点位置，这个指令并不改变DDRAM的内容。在显示状态开/关指令中，D=1，整体显示ON，C=1，游标ON，B=1，游标位置ON。在功能设定指令中DL=1(必须为1)，RE=1，扩充指令集动作，RE=0,基本指令集动作。表3-3 12864的基本指令指令指令码RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0设定DDRAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0些资料到RAM10D7D6D5D4D3D2D1D0清楚显示0000000001地址归位000000001X显示状态开关0000001DCB游标或显示移位控制000001S/CR/LXX功能设定00001DLXREXX3.2.7 按键电路设计 按键采用4个独立的按键，一个功能键、一个确认键、一个加按键、一个减按键通过这四个按键可以来合理的设置时钟的调整和闹铃的设定温度报警的上下限数值。与单片机的连接电路如图3.11所示： 图3.11 按键电路与单片机的链接 3.2.8 报警电路设计为了实现报警功能，选择蜂鸣器作为闹铃。采用PNP型8550三极管，发射极e脚连接+5V，基极b脚连接0.33K电阻后接到单片机P3.3口上，c脚连接蜂鸣器。电路如图3.12所示。图3.12 蜂鸣器连接电路第4章 软件设计4.1 程序流程图 4.1.1 主程序流程 该系统软件采用C语言设计，模块化的设计方法使得该系统以后的升级改动更为灵活。系统软件流程为：读写时间日期和温度、分离时间日期温度显示值、显示子程序、定时闹铃子程序、日期时间修改子程序、农历自动更新子程序、闰月子程序、返回。本系统采用四个按键和微处理器对话，可以修改时间，设定定时时间及温度上下限。微处理器采用查询方式扫描按键状态。主程序执行流程如图4.1所示。开始初始化读写时间、温度和日期分离时间、温度和日期显示值显示子程序定时闹铃子程序日期、时间修改子程序农历自动更新子程序闰月子程序返回图4.1 主程序执行流程图4.1.2 时间调整程序流程图时间调整程序中，在对数据加一处理程序中，需要对各数据范围进行判断，年的最大值为99，即该系统最长可显示到2099年的日期、时间。月的最大值为12，时的最大值为23，分的最大值为59，秒的最大值为59。该系统能够对每月的天数进行自动判断，阳历的月份信息为：1、3、5、7、8、10、12月，每月31天；4、6、9、11月，每月30天；二月最为特殊，非闰年为28天，闰年为29天，所以，要想实现日期加一，除了要判断月份值外，还需要判断年份是否为闰年。程序流程如图4.2所示。开始控制键有效，进入小时调整等待按键程序加键有效减键有效小时加一小时减一控制键有效，进入日期调整控制键有效，进入分钟调整等待按键程序加键有效减键有效分种加一分钟减一控制键有效，进入月份调整等待按键程序加键有效减键有效日期加一日期减一控制键有效，进入星期调整程序等待按键程序加键有效减键有效月份加一月份减一控制键有效，进入年份调整等待按键程序等待按键程序加键有效减键有效星期加一星期减一加键有效减键有效年份加一年份减一按键有效，跳出时间调整程序，进入主循环程序图4.2 时间调整程序流程图4.1.3 时钟芯片读写程序流程在该系统中，微控制器所做的主要工作就是不断的读取时钟芯片内部的年，月，日，周，时，分，秒寄存器数据并将其显示在液晶屏幕上。如下图4.3开始DS12C887初始化 调用函数获取时钟信息 送数据显示 图4.3 DS12C887程序流程图4.1.4 温度测量元件控制程序流程室内环境温度和人们的生活息息相关，随着人们生活水平的提高，人们对和气候相关的数据越来越关心。本系统具有室