电子万年历

第一章绪论

1.1 设计背景

从改革开放开始,电子工业已成为科技创新的重要领域，我国的电子产业也在新世纪开始高速发展，无论是产业结构,产业规模和技术水平都有了十分明显的进步和提升，而且电子产品在各个领域都有开创性的发展，使我们的生活变得更加智能化，为我国经济的发展做出了杰出的贡献。其中，单片机的大规模使用为我们的生活创造了极大的便利，可以说无时无刻不在影响着我们的生活。何为单片机，单片机全名为单片微控制器，它的结构组成就是将微型计算机的基本功能部件全都集成在一个半导体芯片上。尽管仅仅是一个芯片，但从单片机的构成和功能的角度来看充分具备一个计算机系统的中央处理功能。最重要的优点是，单片机体积小巧，可以任意嵌入到任何符合条件的应用系统中作为中央处理器进行指挥决策，是系统实现完全的智能化。当今世界，单片机已经无时无刻不在我们生活的周边存在，各类电子产品几乎都以单片机作为主控核心，通过单片机的控制使之更加智能快速，使我们的生活更加舒畅和方便。正是随着日常周边科学技术的进步，人们对待生活用品的要求也在逐步提高，时钟亦是如此，从古至今，人们对时间的概念就非常重视，从日晷到摆钟，经历了百年的发展，如今，人们对时钟的要求不仅仅是能够知道时间，还需要能够知道日期，星期，节气，天气情况等等，以便于满足人们对生活的各种需要，由此电子万年历就诞生了，正是因为电子万年历功能的多样性，使它在应用在各种场合，人们对它的需求量也就却来越大，电子万年历的发展空间也越来越广阔，成为了一项重要的产业。

1.2设计的目的及意义

中国从古至今就有重视时间的好传统，农民通过日照和鸡叫开始一天的劳作，商人通过古老的计时工具来确认是否应该开门迎客，学士知道时间后则开始一天的读书学习，这种传统一直绵延至今。当今社会，人们的生活节奏飞快，在工作中讲究快速和效率，需要在最短的时间内完成最合理的工作要求，所以人们通常需要在最短的时间内了解到最丰富的信息，人们不满足于只能看到此时此刻的时间信息，还需要了解过去和未来几天内的时间情况，包括农历，天气，湿度等等。而电子万年历不同于普通的时钟，它在显示时间的同时也能同步显示出年月份，

星期，节气，气候等多项与生活有关的日常信息，人们不需要再去观看其它显示这些信息的电子设备，即节省了时间又增加了效率，大大符合当今社会人们对生活节奏变化的需要，也是市场选择的必要。如今，电子万年历已经应用到各种场合，企业，学校，医院，商场等都可以看到它的身影，电子万年历已经成为人们生活中不可分割的一部分，而且作为市场化的产品也越来越普遍的应用于各种电子产品中进行大规模的生产，拥有十分广阔的市场前景。

1.3 本设计的主要内容

本设计基于单片机和计数器来实现电子万年历的主要功能，本设计研究的主要内容如下：

1.单片机芯片的选择以及主控制模块的设计。

2.时钟电路模块的设计。

3.独立式键盘以及液晶显示的设计。

4.设计硬件电路，并根据所设计的电路图购买元器件进行焊接。

5.根据设计的电路图编写各个模块的程序。

6.通过程序的编译，修改，调试将程序下载到单片机芯片中，将芯片焊接到开

发板上，调试可以实现系统的功能。

7.焊接调试成功，实现功能演示。

第二章系统设计要求和方案论证

2.1 系统设计要求

1.显示年，月，日，时，分，秒，周信息的功能。

2.具有可调整日期和时间的功能

2.2单片机芯片的选择方案和论证

方案1

作为十分典型的一种CMOS8位控制器，AT89C52具有低功耗，高性能的特性。

8K 系统可编程Flash储存器。运用的是高密度非易失性存储器技术，来自Atmel 公司，而且可以完整的兼容工业上使用的80C51系列产品的操作指令和接口引脚，在系统内可以通过常规编程器编写程序存储器。AT89S52单片机系统可编程Flash存储器和8位CPU，这样的结构组成使该系列单片机在嵌入式系统中被广泛使用。

方案2

STC89C52是STC公司出产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具备 8K 在系统可编程Flash存储器。以经典的MCS-51为内核，不过因为已经在发展中做了许多优化的性能改良，与传统51单片机相比STC89C52具有更多的功能，能够在如今主流的嵌入式控制系统中被应用，以芯片自身的灵活性为各类功能提供有效的解决方案。其实这两种单片机的差别并无很大，在市场上此种简单的单片机已无法满足如今多功能快速率的需求，不过作为典型的51单片机，在学校以次种单片机作为教学十分普及，51单片机更好理解开发环境也容易获取，最重要的一点是51单片机价格便宜成本低廉，对于学生和老师实用价值性价比更容易被接受，所以本次设计依旧使用51单片机，所以选择该芯片作为主控核心。

2.3 时钟芯片的选择方案和论证

方案1

单片机内部结构自带有定时计数器，可以用单片机作为时钟芯片提供秒信号。单片机具有集成度高，综合性强，功能完备，运用领域广泛等优点，外部晶体震动提供定时脉冲，外部提供计数脉冲，机器周期的每单位就是定时加1的周期，晶振的频率对定时时间和初值有影响。使用程序能够实现日期，精确时间的计数。使用单片机定时计数器可减少芯片的使用，节约了成本，但对设计要求的难易性增大，且复杂程度较高。

方案2

选取单独的时钟芯片用以计时，查阅资料了解DS1302时钟芯片广泛用于电路计时，美国DALLAS公司出产的时钟芯片具有高性能，低功耗，带RAM的特点。此种芯片具有精准的计时功能之外还具备闰年补偿的功能。工作电压处于2.5-5.5V之间，采用三线接口与 CPU 进行同步通信,一次可传送多个字节的数据，使用时间也较长，具有涓流电流充电的能力，十分适合本次设计的设计要求，所以选择DS1302时钟芯片进行计时。

2.4显示模块的选择方案和论证

方案1

采用LED数码管。led数码管是由7个发光二极管构成，密闭封装将二极管构成一个阿拉伯数字8的形状，引线在内部链接外部有各个二极管的引脚，因为

8字的特殊情况，通过控制每个二极管的亮灭便可显示出所有的个位阿拉伯数字，而且使用寿命长，成本低，在如今应用的十分广泛，不过并不能显示文字，对比液晶屏操作也是略显繁琐。

方案2

采用LCD12864液晶屏。LCD12864带有中文字库，每屏可显示4行8列共32个16×16点阵的汉字，图形也可显示，显示分辨率为128×64。具有串并多种接口方式，且相对简单和灵活，方便操作。还有一个显著的优点就是低电压低功耗，性价比较高，直接调用字库中显示所需要的各个字符，在硬件电路和显示程序上都要简便很多，万年历上需要的日期时间都可用它设计完成。经上所述，选择LCD12864更为符合本次设计的显示要求。