电子万年历文献综述

《电子万年历的设计》

文献综述

关键词：单片机STC89C52、时钟芯片、温度传感器

前言

单片机作为微型计算机的一个重要分支，在现在社会的产生和生活中正发挥着越来越重要的作用]1[。随着社会、科技的发展，人类得知时间，从观查太阳、摆钟到现在的电子钟，不断研究、创新。在高度发达信息化的21世纪，人们总是那么忙碌。生活工作中班车要准点，上班要准时，开会要时间限制；工业生产中，每一道工序都要有严格的时间限制，这样才能做到仅仅有条；严谨的科技研究中，时间更是重中之重。能够准确的了解并且实时性的知道时间，是我们学习、工作、生活中不可或缺的。郭沫若先生曾说：时间就是生命，时间就是速度，时间就是力量。时间对我们来说总是那么宝贵，在我们的日常工作、学习、生活中，时间概念愈加显得重要。机械式钟表虽然也可以告知人们时间，也可以定时、显示日历。但是由于收到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。

正文

电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行梳洗显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，室外广场，汽车站和火车站等公共场所，称谓人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过了老式钟表，，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电器的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，更为先进的电子钟的研究至关重要。

为了在观测时间的同时，能够了解其他与人类密切相关的信息，比如温度、星期、日期等，电子万年历诞生了。电子万年历符合电子仪器的发展趋势，伴随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。电子万年历的出现给人们的生活带来了诸多的方便，作为一种附加功能，现在越来越广泛的被应

用于各种电子产品中，具有广阔的时常前景。我们利用单片机技术设计制作的电子万年历，可以很方便的由软件编程进行功能的调整和改进，使其在能够准确显示年、月、日、时间、星期的同时，还能具有很多其他功能。如设定闹钟、语音报时、阴阳历的转换、二十四节气的显示等，有一定的新颖性和实用性，同时体积小、携带方能改变，使用也更为方便，具有技术更新周期短、成本低、开放灵活等优点。温度实时显示系统技术已经发展成熟，比如空调遥控器上但前室温的显示、热水器温度的显示等等。如果能够在电子万年历上利用电子技术实时性的准确的显示环境温度，那将为我们的生活、工作和工业生产中带来极大的便利，同时也可以让我们随时的了解周围环境的变化一级必要措施的施行。

电子万年历属于小型智能家用电子产品，作为电子类小产品不仅是市场上的宠儿，也是单片机应用设计中一个经常出现的设计。

本设计的电子万年历，利用单片机进行控制，单片机又称单片微控制器,是一种集成在电路芯片，它不是完成某一个逻辑功能的芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机的发展经历几代的过程，由于单片机的巨大市场空间和广泛的应用范围，世界各大芯片厂商纷纷推出自己的单片机产品，大体经历了4位机、8位机、16位机、32位机的发展过程]2[。其中8位机在市场上一直是主流产品，它的体积小、质量轻、可靠性高、处理功能强、速度快、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件]3[。它可以单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。因此，选用单片机作为控制核心是较为理想的设计理念。

设计系统中主要由单片机系统、LCM液晶显示模块、时钟芯片、操作按键及蜂鸣器组成。本电子万年历可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒。此外，本电子万年历可实现时间调整、闹钟设定、温度显示、掉电保时、整点报时功能。其系统框图如下：

（1）单片机芯片：

本设计采用STC89C52芯片作为硬件核心，该芯片具有8K在系统可编程Flash存储器， 512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止]4[。

（2）采集时间数据：

为了减少时间上的误差，本设计采用专业的时钟芯片DS1302，它价格低廉、使用方便，可对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。

（3）屏幕显示：

由于使用LED数码管显示在电路调试时往往会有很多障碍，所以本设计显示采用LCM1602液晶显示屏，其显示功能强大，可显示大量蚊子、图形，显示多样、清晰可见]5[。

（4）温度的采集：

在温度采集模块的选择上，选择了DS18B20温度传感器。此传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以避免A/D 数模转换模块，简化系统。另外，它测量精度高、范围广，固有测温分辨率为0.5℃耐磨耐碰，体积小，使用方便]6[。

（5）按键设置：

本电子万年历，共设计四个按键，一个模式键，也就是我们用来选定被修改的数字的；两个调整键，一个“加”键和一个“减”键，当按下模式键，选定要调整的数字的时候，“加”、“减”可以帮我们调到所需的状态，可以依靠按键随时对日期时间进行调整；一个农历/闹钟模式切换键，可方便切换屏幕显示内容。

（6）声音提醒：

本设计添加了一个蜂鸣器作为声音源。该蜂鸣器主要作用于闹钟闹铃以及时钟的整点报时。整点报时功能为12小时制（如23点，报时为23-12=11，响11下）。

结论：

以上为对本次设计的概述。此后，对设计的硬件及软件各方面还需进一步加深，对芯片的管脚功能和用法还需有充分了解，根据设计思路设计硬件电路，包括单片机控制电路、时钟电路、键盘扫描电路、显示电路和闹铃电路。然后通过软件编程，实现对年、月、日、时、分、秒、星期、闰年和农历的自动调整，利用按键控制。此次设计实现了万年历的基本功能，在此基础上还可以做各种扩展，扩大万年历的各种功能，使其功能多样化，具有更广泛的实用性。

主要参考文献、资料：

[1] 李全利.单片机应用原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2006：19-36.

[2] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2008：215-336.

[3] 华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京：清华大学出版社，2006：154-240.

[4] 李瀚荪.电路分析基础（下册）[M].北京：高等教育出版社.2006：12-90

[5] 程德福.智能仪器[M].北京：机械工业出版社.2009：113-210.

[6] keith.单片机课程设计[EB/OL].[2010,5,11]

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