基于ATC89C54的多功能電子萬年歷設計

高云霞，何 鑒，高東梅

（1.長安大學 電控學院，西安 710064；2.奈曼旗東明學區中心校，通遼 028322）

1 系統設計方案

本設計以ATC89C54單片機為核心，構成單片機控制電路，結合DS1302時鐘芯片和DS18B20溫度傳感器，顯示陽歷的年、月、日、星期、時、分、秒、二十四節氣和陰歷的年、月、日，還有溫度。同時完成對它們的自動調整和掉電保護，全部信息用液晶顯示出來。輸入接口由四個按鍵來實現，用這四個按鍵可以對日期和時間進行調整，播放音樂的控制，并可以對鬧鈴的開關和鬧鈴的時間進行設置。鬧鈴和播放音樂功能通過揚聲器來實現。軟件控制程序實現所有的功能。整機電路使用+5V穩壓電源。

圖1 系統整體框圖

如圖1所示系統由主控模塊、時鐘模塊、溫度模塊、鍵盤接口模塊、顯示模塊和鬧鈴模塊共6個模塊組成。

2 系統硬件組成

主控芯片使用STC公司的單片機STC89C54。復位電路采用上電復位電路，時鐘電路采用內部振蕩方式。

時鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片DS1302。包括實時時鐘/日歷和31字節的靜態RAM。時鐘的運行可以采用24h或帶AM（上午）/PM（下午）的12h格式。DS1302可在很小電流的后備（2.5～5.5V電源，在2.5V時耗電小于300nA）下繼續計時，其軟硬件設計簡單，應用于長時間連續顯示的系統中很合適。

室內溫度采集采用美國DALLAS半導體公司最新推出的改進型智能溫度傳感器DS18B20這種溫度傳感器有別傳統的溫度傳感器。它自帶A/D轉換，直接輸出數字量。

鍵盤輸入系統由P1.4-P1.7口和4個微動開關組成，開關的另一端連接地線。當無鍵按下時P1.4-P1.7口輸入為高電平，有鍵按下時P1口所對應I/O口會被拉低，P1.4-P1.7中有低電平輸入。分別對應時間、日期調整，退出、播放音樂和鬧鈴開關鍵的功能。

由于設計的信息顯示量較大，故選用MS12864R漢字圖形點陣液晶作為顯示模塊，內置8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDRAM）。可使設計更加具有人性化的操作和美觀的頁面效果。

鬧鈴模塊由一揚聲器和1個PNPS8550三極管組成，三級管連接在單片機的P3.7口上。主要硬件明細如表1所示：

表1 主要硬件明細

3 系統軟件設計

系統整機工作由單片機控制，故軟件分為系統初始化部分和主體循環部分2個部分。

系統初始化部分主要是對系統的按鍵值、時鐘芯片、液晶顯示器進行設置，時間由時鐘芯片取得后將值送入主控芯，通過液晶顯示器MS12864來顯示，時間、日期的修改通過按鍵來控制的。所以要對按鍵、時鐘芯片、液晶顯示器進行初始化。而其他模塊的初始化在各模塊函數中初始化。

在系統初始化部分結束后進入主體循環部分。它分又分為外循環部分和內循環部分。在外循環是對當時時間、日期，鬧鈴和播放音樂的設置，如果沒有設置完成就一直處于外循環。當設置完后就進入主體循環，系統將一直處于主體循環中。在內循環中可實時采集溫度、時間、日期和其對應的二十四節氣的數據，并將日期轉換成農歷月、日和其對應的生肖年。具體流程如圖2所示。

圖2 主程序流程圖

圖3 系統的硬件電路圖

4 實物調試

利用Proteus的ISIS實現該系統的硬件電路圖如圖4所示。 Proteus的ARES設計該系統的PCB；Proteus和Keil聯合仿真調試。

圖4 Keil編譯圖

圖5 插上單片機芯片的電路板正面

本程序是完全編譯通過，且沒有1個警告，最后生成hex文件。如圖4所示。

實物的應用主要在于電路板上5個按鍵的控制和LCD顯示器的顯示。圖5顯示了實物的焊接情況和器件的大概布局。

MS12864字符型液晶主界面顯示功能如圖6所示。LCD液晶顯示器的第一行顯示公歷的年月日和生肖；第二行顯示農歷和星期；第三行顯示時間（時分秒）和溫度；顯示節日和時辰信息交替間隔1秒顯示。

圖6 主界面

系統能自動對室內的溫度進行實時檢測，溫度的顯示范圍是在-55℃～99℃，其精度為0.1℃。

5 結論

本設計功能設計齊全。可顯示時間、公歷和農歷的日期、星期、溫度、生肖、二十四節氣、公歷節日和播放音樂及鬧鈴等功能，配以LCD顯示模塊作為輸出單元，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、成本低廉等諸多優點，符合電子儀器儀表的發展趨勢，設計的后繼發展應該針對不同需要，擴展數據內容、增加表現方式。

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