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(shí)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(shí)間的萬年歷也會(huì)受到人們的追捧。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)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(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前，萬年歷主要實(shí)現(xiàn)的功能是年，月，日，星期幾，具體的時(shí)間和鬧鐘等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：萬年歷;C52單片機(jī);DS1302;LCD1602

引言：在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響，隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)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(cè)時(shí)間的同時(shí)，能夠了解其它與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時(shí)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(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)。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(shí)間觀念也越來越強(qiáng)，萬年歷的出現(xiàn)毫無疑問是有巨大意義的，給了我們隨時(shí)隨地知道時(shí)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(yīng)用十分廣泛。國(guó)內(nèi)目前的萬年歷產(chǎn)品基本都是實(shí)現(xiàn)顯示日期，時(shí)間，鬧鐘等功能，簡(jiǎn)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(jī)的萬年歷項(xiàng)目需求分析

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

2硬件設(shè)計(jì)

2.1最小系統(tǒng)模塊

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

晶振電路包括2個(gè)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(jī)的執(zhí)行速度越快。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，晶振部分越靠近單片機(jī)越好。

單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。

復(fù)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(dāng)系統(tǒng)一上電，RESET腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來決定。典型的51單片機(jī)當(dāng)RESET腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。

最后一個(gè)是電源部分，采用5V的USB直接供電，可采用手機(jī)充電器、電腦USB口、移動(dòng)電源等設(shè)備進(jìn)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(gè)腳是液晶工作的電源輸入腳。第3腳通過一個(gè)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(duì)比度。第4腳是液晶的寄存器控制腳，接到了單片機(jī)的P27腳上。第5腳是液晶的讀寫控制腳，接到了單片機(jī)的P26腳上。第6腳是液晶的使能腳，接到了單片機(jī)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(jī)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(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.0V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)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(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)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(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。

3系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件流程圖如圖3所示，最開始先進(jìn)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(jìn)行時(shí)鐘芯片的初始化，主要就是初始化時(shí)鐘芯片引腳電平。然就進(jìn)入了一個(gè)循環(huán)處理的過程，包括先讀取時(shí)鐘芯片的日期時(shí)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(shí)間是否需要啟動(dòng)鬧鐘報(bào)警，是的話則控制蜂鳴器鳴叫。再往下就是判斷設(shè)置按鍵或鬧鐘按鍵是否被按下，是的話，則進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置或鬧鐘設(shè)置狀態(tài)。

結(jié)論：諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究萬年歷及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，對(duì)于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。另外此次實(shí)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(yīng)用更加實(shí)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭郁正.單片機(jī)原理及應(yīng)用.成都：四川大學(xué)出版社，2003.9.

[2]王懷平，王仁波，胡開明.Proteus仿真設(shè)計(jì)基于單片機(jī)AT89C51的電子萬年歷[J].科技廣場(chǎng)，2008，10：197-198.

[3]潘永雄，沙河.電子線路CAD實(shí)用教程（第三版）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.7（2009.8重印）.

[4]張俊謨編著單片機(jī)中級(jí)教程——原理與應(yīng)用（第二版）.北京航空航天大學(xué)出版社

（河南科技大學(xué)?河南省洛陽市?471023）