单片机电子万年历时钟单片机课设

前言
单片机隶属微型计算机。

目前单片机在工程与生活中有着广泛应用[1]。

伴随着人们对时间的意识更为强烈，其计时设备也从目测太阳、日晷、摆钟直至现如今更为智能的电子钟。

目前所处的时代信息化且更为智能化。

与此同时，时间规划了生活与生产。

在各行业，时间尤为重要，因为每个过程都必须严格遵循所设的时间限制。

不论是生产还是科研，时间都是不可或缺的定量参数而且其尤为重要。

保障时间精确性的技术在目前来说是值得研究与设计的。

时间概念无处不在，而且在工程与实验科研中作为一种参数，其要求更是严苛。

目前机械表作为一款普遍产品被广泛应用在生活中，而且其也具备日历功能。

然而，因机械表本身机械结构的不稳定性及不精准性，再加上其受功率和体积限制，在生活设备与工程设施应用方面且远不如电子钟。

因此本文将对电子时钟做进一步设计。

正文
电子钟可通过电子电路与程序软件实现时刻的显示与精确计时。

该装置可广泛应用于日常生活与实验工程，并且是不可或缺的器件。

通过集成逻辑电路与石英晶体谐振器的设计研发，可使得数字钟性能远优于传统时钟。

研发生产比以往更加精确的数字时钟，将为在工程与生活中的用户带有良好的体验。

与此同时，时钟不单单只具备原始的计时功能，其可附加其他优化功能。

列如：定点自动报警，按时播报，自动启动/停止指示灯，定时开/关机及更多智能化定时管理设备。

因此，研究设计更为先进的多功能的电子钟是尤为必要的。

设计电子万年历主要目的在于精准的显示时间与此同时可提供温度参数、星期、日期、响铃等其他优化功能。

与此同时电子万年历顺应时代的发展，且被各领域所急需应用。

并随着仪器仪表等学科技术的发展，及软件编程算法的优化改进，在生活及生产中电子时钟的设计随之受到影响及改变。

目前单片机相关产品普及，电子万年历也得益于此，可以相结合做进一步优化改进。

电子万年历目前不仅仅是提供计时功能，更多的可为用户带来不同场景工况时所具备的相应优化功能。

将微控制器与时钟相结合，其设计便于开发者对功能进一步改进研发，对于用户可以直观的对电子万年历进行操作。

本次在电子万年历的七个不同单位时间显示的基础上，再对定时闹钟、响铃、温度、节气显示优化功能做进一步的设计。

其设计本身具有新颖性和实用性。

具有多功能优化的电子万年历可将其应用在各电器中，如热水器的温度调节显示模块、空调定时温度模块等等。

优化后的电子万年历与实际生活生产相结合，使原有的电器设备更为完善，使用更为便利。

电子日历是小型智能电器。

作为小型电子产品，有着很大的市场且在微控制器相关设计中常有其应用。

本文所设计的电子万年历，微控制器是其核心。

微控制器中单片机作为
兼容指令的芯片，并且主要电路也集成其中。

单片机（Microcontrollers， MCU）具有对信息处理、存放程序、中断控制等功能[2]。

单片机自身为单片微型计算机，高性能，低成本备受各厂商青睐。

而且具有技术成熟，开发者易于学习的特点，其芯片编程的简易更促使了相关产品的研发及其优化功能的实现。

而且keil作为单片机相应的研发系统。

它自身带有完备的编程仿真调试功能，可实现所设计功能的初步仿真，节省了时间成本。

单片机相关研发历经几代的改革创新，因其自身应用在各领域且市场经济效益巨大，世界范围的研发芯片集团积极研发相关产品，经历了4种位机的发展过程[3]。

其中八位机广泛应用于工程与生活中，主要因其体积小、性能强、重量轻、价格低廉、多功能，而且它便于智能地管理、研发及应用。

在日常生活中，微控制器存在于自动滚筒洗衣机，引擎盖，VCD等电器中，并是不可或缺的组成构件。

因此，本文将采用8位单片机作为微控制器核心将其与电子万年历相结合。

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本文设计框架包括微控制器系统、LCM液晶显示模块、时钟、操作按钮和蜂鸣器[4]。

电子万年历同时显示年到秒等七个不同单位时刻。

另外，该万年历可
以随时调整时刻，设置闹铃，温度参数显示，断电保时且可每小时响铃。

框图系统如下：
（1）单片机芯片：
本文设计使用STC89C52芯片作为硬件内核。

并集成了8K系统可编程
闪存，512 Kb RAM，32位I/O线，看门狗定时器与4 KB EEPROM[5]。

在模式为空闲时，CPU停止运行。

与此同时程序存储、定时器/计数器、串行端口
可进行运作。

在掉电保护模式下，RAM的内容将被存储，振荡器将停止工作，并且所有微控制器活动都会停止，直到下一次硬件被中断或复位。

（2）采集时间数据：
针对降低时间误差，此设计使用型号为DS1302的时钟芯片，本芯片成本低、性能好且易于使用。

其中包括年、月、日、周、小时、分钟、秒计时,且有闰年补偿功能[6]。

数据串行传输可为电源突然断电提供保护，保证其可编程充电，而且还可以禁止充电功能。

（3）屏幕显示：
LED数码管在电路调试时，由于编程或供电不稳，通常导致其自身易出现各种故障。

因此本文设计采纳了LCM1602液晶显示屏。

该显示屏功能强大，可显示多类图像且清晰可见[7]。

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（4）温度的采集：
温度参数模块选用了DS18B20温度传感器。

本文选用的传感器是一种数字式传感器。

并且本传感器可以仅通过一根USB接口传输线与微控制器连接，进行信号传递。

该模式避免了A/D数模转换。

此外，本传感器测量精度高、应用广。

其本身微型，且固有测温分辨率为0.5℃，不易损坏[8]。

（5）按键设置：
本文设计的电子万年历，共设有4个功能键。

其中含有一个模式按键，用于后期方便用户调整数字。

一个农历/闹钟功能切换键，可使LED数码管变化，进而实现LCM1602液晶显示屏内容改变。

并设有两个调整按键，“+”按键与“-”键。

为实现人为的时间日期的设置改变，可以通过“+”按键与“-”键调整至所定的时刻。

声音提醒：
本设计将蜂鸣器作为响声源。

该蜂鸣器会因程序设置的准点响铃工作。

整时刻报时为12h制（列如21时刻，报时为21-12=9，实际响9下）。

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结论：
综上为对本文设计的概述。

下一步，将对本设计的硬件与软件方面做适应不同工况的调整。

而且需要进一步对芯片做优化及相关工程做相应研究。

本文硬件电路设计，包含微控制器模块、高精度时钟模块、键盘扫描模块、显示屏模块、等。

再结合软件编程，通过按键可实现对不同的时刻进行调整。

本文设计可完成万年历的基本功能，今后还可在此基础上结合实际应用做功能扩展，并使其更为广泛的应用各工程中，且使其更为人性化。