基于51單片機的萬年歷設計

周春濤 李志釗 李潭 朱鑫朝 曹海彬

摘要：隨著人們生活水平的提高，時間觀念越來越受人的重視，因此，一款方便快捷的精確顯示時間的萬年歷也會受到人們的追捧。由其是單片機技術(shù)的應用產(chǎn)品已經(jīng)走進了千家萬戶。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便，作為一種附加功能，現(xiàn)在越來越廣泛的被應用于各種電子產(chǎn)品中，具有廣闊的市場前景。目前，萬年歷主要實現(xiàn)的功能是年，月，日，星期幾，具體的時間和鬧鐘等內(nèi)容。

關鍵詞：萬年歷;C52單片機;DS1302;LCD1602

引言：在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關系，每個人都受到時間的影響，隨著社會、科技的發(fā)展，人類得知時間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測時間的同時，能夠了解其它與人類密切相關的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期、鬧鐘功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。隨著人們的時間觀念也越來越強，萬年歷的出現(xiàn)毫無疑問是有巨大意義的，給了我們隨時隨地知道時間的條件。目前，電子萬年歷作為許多電子產(chǎn)品的附加功能應用十分廣泛。國內(nèi)目前的萬年歷產(chǎn)品基本都是實現(xiàn)顯示日期，時間，鬧鐘等功能，簡單方便。由于萬年歷的使用十分方便因此萬年歷即使在以后還是有很大的發(fā)展前景。

1基于51單片機的萬年歷項目需求分析

（1）熟悉51單片機集成開發(fā)環(huán)境，運用C語言編寫工程文件，實現(xiàn)萬年歷的軟件設計;（2）熟練應用所選用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、資源，以及軟硬件調(diào)試設備的基本方法;（3）自行構(gòu)建基于單片機的最小系統(tǒng)，完成相關硬件電路的設計實現(xiàn);（4）理解萬年歷的原理和掌握實現(xiàn)方法;（5）使萬年歷可以顯示年、月、日，時、分、秒;星期幾;另外還可以設置鬧鐘。

2硬件設計

2.1最小系統(tǒng)模塊

STC89C52的最小系統(tǒng)如圖1所示，整個最小系統(tǒng)由三個部分組成，晶振電路部分、復位電路部分、電源電路等三個部分組成。

晶振電路包括2個30pF的電容C2和C3，以及12M的晶振X1。電容的作用在這里是起振作用，幫助晶振更容易的起振，取值范圍是15-33pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機的執(zhí)行速度越快。在進行電路設計的時候，晶振部分越靠近單片機越好。

單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。

復位電路由10uF的極性電容C1和10K的電阻R4構(gòu)成。利用電容電壓不能突變的性質(zhì)，可以知道，當系統(tǒng)一上電，RESET腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RESET腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位，所以適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。

最后一個是電源部分，采用5V的USB直接供電，可采用手機充電器、電腦USB口、移動電源等設備進行供電。

2.2液晶顯示模塊

液晶模塊的電路的連接圖如圖2所示，第1腳和第2腳分別接到了電路的GND和VCC，這2個腳是液晶工作的電源輸入腳。第3腳通過一個10K的電位器連接到地端，可通過調(diào)節(jié)該電位器來調(diào)節(jié)液晶的對比度。第4腳是液晶的寄存器控制腳，接到了單片機的P27腳上。第5腳是液晶的讀寫控制腳，接到了單片機的P26腳上。第6腳是液晶的使能腳，接到了單片機的P25腳上。第7腳到第14腳是液晶的數(shù)據(jù)/地址8位總線接到了單片機的P0口上。最后第15腳和第16腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統(tǒng)VCC和GND。

2.3 DS1302模塊

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.0V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。

3系統(tǒng)程序設計

本系統(tǒng)的軟件流程圖如圖3所示，最開始先進行液晶的初始化，包括液晶功能初始化和液晶顯示內(nèi)容初始化，接著就進行時鐘芯片的初始化，主要就是初始化時鐘芯片引腳電平。然就進入了一個循環(huán)處理的過程，包括先讀取時鐘芯片的日期時間數(shù)據(jù)，然后在1602液晶上面顯示出來，接著判斷讀取到的時間是否需要啟動鬧鐘報警，是的話則控制蜂鳴器鳴叫。再往下就是判斷設置按鍵或鬧鐘按鍵是否被按下，是的話，則進入時鐘設置或鬧鐘設置狀態(tài)。

結(jié)論：諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非常現(xiàn)實的意義。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒等信息，還具有時間校準等功能。另外此次實踐加入了蜂鳴器，使它可以完成鬧鐘功能，讓它在生活中的應用更加實用。

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（河南科技大學?河南省洛陽市?471023）