基于单片机的电子万年历的设计与制作
摘要：古代时期的先驱们已经懂得通过日冕和沙漏等工具推算时间，伴随科技的飞跃与进步，电子万年历进入了普通大众的生活当中。本次探讨的液晶万年历系统涉及到单片机控制原理，利用DS1302时钟芯片进行运算，通过1602液晶屏观察最终结果。液晶万年历系统共计涵盖4块主要内容，这里面囊括了单片机、控制电路、显示电路以及校正电路。本文对液晶万年历硬件部分的运转机制、应用程序面向每一部分的功能所在、单片机部分的基本原理进行了分析，同时证实了液晶万年历系统能够应用于生产。另一方面，本文利用C语言构建运行程序，输入至Keil软件调试成功后，在Proteus软件内开展仿真，能够帮助形成面向每个时间段的描述，同时也能够完成另外的功能，像是时间校核功能、进行多个时间段同步功能、设置闹铃提示功能等。利用文中所提的实验方式能够充分展示出所研究万年历的功能强大与诸多优势，其既能够快速方便的播报时间，同时显示界面直观友好，功能全面而强大，设计部分电路原理图明了简洁，这些能够让我们日常的时间设置相对及时，满足了科技的要求与生活的需要，对于我国的手机市场等领域存在良好的前景。
关键词：时钟芯片；DS1302 单片机； 液晶显示1602
Electronic Perpetual Calendar
Abstract：In ancient times, people often use the corona and hourglass method to calculate time, along with the progress of science and technology, electronic calendar has become one of the daily time general tool. Application of LCD calendar system in this paper includes single-chip control, computing time through the clock chip DS1302, and use 1602 LCD screen to display the time. A total of LCD calendar system there are 4 modules of components, which are MCU, control circuit, display circuit and correction circuit. This paper is mainly hardware work principle of LCD calendar system is described. The application of the function of each component module, working principle of single chip microcomputer system , and demonstrates the design of LCD calendar system and application. This paper also through the C language to write the program, using Keil software debugging, finally through the simulation of Proteus software, to help achieve all the time, description, and can also perform other functions such as a variety of purposes, the calibration time, all the time synchronization function, alarm clock timing point reminding function can be used to identify effective functions. In this paper, the calendar achieve success after many desirable place through this method, it not only convenient and easy to read the time each time the show is also very intuitive, but also has many The function, design the circuit principle diagram is simple and clear, can make our life more time in a more timely, rapid development and application of modern science and technology, the development of space is very high in China's mobile phone market and other aspects.
Keywords: clock chip； DS1302 microcontroller,；LCD 1602
目 录
目 录 1
第一章 绪论 1
1.1课题研究的意义 1
1.2本课题所要做的研究工作 1
第二章 设计论证与方案 2
2.1单片机芯片的选择方案和论证 2
2.2各个显示器的选择 2
2.3电源的选择 3
2.4总体框图设计 3
第三章 系统的硬件设计 4
3.1单片机简介 4
3.2晶振电路的设计 8
3.3时钟电路模块的设计 8
3.4独立式键盘设计 9
3.5显示模块的设计 10
四、系统的软件设计 12
4.1程序开发软件简介 12
4.2程序流程图 14
4.3DS1302时钟程序流程图 15
4.4LCD显示程序流程图 16
第五章 仿真与调试 18
5.1软件调试 18
5.2硬件调试结果 18
第六章 总结 19
致谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1课题研究的意义
目前，相关方面的科学技术处于不断上升的阶段，推动了科研人员面向单片机的研究深度，故而，电子万年历诞生并不断完善，进入更多人们的日常生活。全面考虑这一技术的研究情况，把电子万年历利用各类手法展示给大家，其中包括电脑、手机等，还涉及到多种形式的电子产品。然而对照以往的纸质版万年历而言，电子万年历与我们生活更加贴近，上述相对关键的优点就充当了计时环节的最优选择。目前的电子市场中，各类钟表琳琅满目，其功能相对简洁，刨去指示时间就不再具备相对实用的功能，无法在另外的一些性能上达到用户的要求。
本次研究通过AT89C52单片机的使用来构建电子万年历基本控制系统，首先我们完成了系统性的可行性分析，又对AT89C52单片机的各个硬件均加以了全面的了解，还涉及到其基本组成和重要的电路图，随之我们通过C语言编程，把全部单片机涉及的程序加以整合汇总，进行修改工作，最终在上述工作完成之后于Proteus内加以模拟。
此次毕业设计的课题挑取用通过单片机对万年历进行搭建的原因是什么？这是由于其具备明显的研究意义与应用价值，同时能够面向单片机的推进带来宝贵的探索意义。另外，液晶显示系统属于目前热门技术，现代生活当中大部分电子产品均需要这一技术，所以液晶显示的电子万年历能够于诸如商场、车站的公共场所进行广泛的应用，其具备较为丰富的特点，像是显示清晰便捷、时间精准，同时可以方便夜间报时等。所以挑取这一课题具备了较明显的研究价值和应用价值。
1.2本课题所要做的研究工作
本文的基本探析方向是单片机的液晶万年历设计。在程序展开后，LCD将给出每一时间段的时间。除此以外，也包括时间调控按键、阴历跳转按键、闹铃预置按键以及时间设置按键四项内容。本次课题分析的核心在于万年历多项时间段的时间，它们有年、月、日、星期、时、分、秒等显示效果以及校核功能，调整与即时时间之间的误差，还涉及到阴历跳转功能以及预设某一时间闹铃的功能。
第二章 设计论证与方案
2.1单片机芯片的选择方案和论证
方案一：添加PIC系列单片机充当主控制，开发基本环境属于芯片对应公司给出的MPLAB IDE 基本环境。PIC系列单片机依据位数能够归类为8位、16位以及32位单片机，它的功能十分丰富，于工业领域的使用同样具备稳定性。常见的PIC单片机8位单片机属于PIC16F887A型号，对照另外的型号来说，网上能够查询获取的信息十分丰富。然而和51单片机的研发参考信息相比来说并不具备可比性。PIC单片机对照51系列明显更加复杂，显著的差异在于IO管脚的使用方法，PIC单片机的各个引脚的输入和输出应当分别加以寄存器的配置，以此明确单片机的引脚应当以输入或者输出的形式来使用。PIC在研发环境方面的信息不如keil容易获取，其开发环境对照51系列单片机来说表现出一定复杂性。在PIC单片机设置成功而形成的应用程序处于下载环节时，涉及到与之配套的烧写器，同时烧写器所处价位同样很高。
方案二：通过STC89C52单片机形成控制系统。这一系列的单片机能够全方位兼容AT系列的51系列。除此以外，单片机具备的引脚简洁清晰，故而无须首先进行输入与输出的配置任务。研发的环境在KEIL软件的基础上能够加以构建。下载和调试属于这一系列的单片机的特殊以及便捷之处，程序满足了串口下载的需要。除此以外，51系列的单片机研发信息容易获取并且十分丰富详尽，倘若处于开发环节出现问题同样便于处理。应用STC89C52单片机的投入明显要更低。
如上所诉，本次研究形成的系统参照方案二，通过上文中的STC89C52单片机充当控制主器。
2.2各个显示器的选择
方案一：利用数码管呈现电路显示，数码管的使用非常普遍，其特点是显示具备高亮度、相对显眼、投入成本中等。数码管按照管数划分成单个数码管和多个数码管构成的显示，依照实际的系统状况挑取所需位数的数码管显示。数码管的硬件构造简洁，因此数码管能够显示的信息收到了约束，驱动方法同样并非静态显示，一定要通过人眼的最大识别时间完成，故而数码管的动态扫描时间一定要低于20ms。处于部分显示内容相对不丰富的状况中，满足相应的条件能够通过数码管充当显示器。
方案二：LCD1602液晶显示系统投入相对更高，所涉及的程序同样相对复杂。对照数码管而言，通过LCD1602显示的内容能够显著的详尽、丰富化，其显示的内容量同样明显超过数码管。因此，处于显示过程里能够以英文来代替中文，通过这一方法传输信息。如此一来人们观察到的内容更加直观、显眼，同时含义明确，便于理解。LCD1602显示的信息以并行的手法传递，仪器给出的时间非常精准无误，屏幕亮度同样能够掌控，背光的LED灯能够利用单片机进行调控，由部分系统内部完成低功耗要求。
处于对这一系统的显示要求等角度的分析，确认通过方案二LCD1602液晶完成显示工作。
2.3电源的选择
方案一：由交流变压器完成，利用变压器把220V交流电压过渡到5V直流电压。电源的构架会很复杂，应当明确变压器的参数，因为高压侧涉及到交流电，因此需要进行必要的滤波。还因为系统中的高压侧电压等级较高，因此系统存在一定的安全风险，倘若出现电源故障，就存在出现电路带电或者损坏器件的可能性。
方案二：因为科学技术的不断发展，目前带有USB接口的装置应用十分广泛，像是手机充电器，还有充电宝以及电脑的插头等。因此通过USB接口完成供电相比之下十分便捷。电源可靠性较高，不涉及高压的电路构造的安全性显著提升，在未涉及特殊要求情况下，USB的供电方式属于设备最佳选择。
本次实验选择方案二，通过USB这一途径充当电源。
参考文献
[1] 戴佳，戴卫恒. 51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京：电子工业出版社,2006，231-246.
[2] 徐爱钧，彭秀华． Keil Cx51 V7.0 单片机高级语言编程与uVision2应用实践 [M].（第二版）北京：电子工业出版社,2008，156-171.
[3] 肖炎根，舒望.基于实时钟芯片的电子万年历设计[J].电子技术，2007，卷号（36）：91-94.
[4] 王怀平，王仁波，胡开明.Proteus仿真设计基于单片机AT89C51的电子万年历[J].科技广场，2008，卷号（10）：197-198.
[5] 鲁刚强. 基于液晶显示器的单片机系统设计[J].科技资讯，2008，卷号（35）：22-23.
[6] 余威明. MCU语音型电子万年历的开发[J]. 浙江工贸职业技术学院学报,2004,卷号（4）：20-25.
[7] 邱关源.电路 [M].（第四版）北京: 高等教育出版社, 2006, 241-268.
[8] 陈凯. 液晶显示万年历、时间、星期及温度[D].湖南：湖南理工学院，2009.
[8] 张海兵, 李 敏. Protel电路设计实例与分析[M]. 北京:人民邮电出版社, 2005，119-205.
[10] 黄劼, 徐晓秋. 单片机原理及接口技术[M]. 北京:国防工业出版社,2008,102-112.
[11] 刘迎春. MCS-51单片机原理及应用教程 [M]. 北京:清华大学出版社,2005,145-157.
[12] 张齐, 朱宁西.单片机应用系统设计技术:基于C51的Proteus仿真[M].(第二版) 北京:电子工业出版社,2009，245-264.
[13] 来清民.传感器与单片机接口及实例[M].北京：北京航空航天大学出版社.2008，134-141.
[14] 朱定华,戴汝平.单片微机原理与应用.清华大学出版社,2003．
[15] 李健忠,余新栓,闵永智,杨琳霞,胡健,康苏明.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社,2013.
[16] 杨子文.单片机原理及应用.西安电子科技大学出版社,2006．
[17] 楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导.北京航空航天大学出版社,2012.
[18] 柴睿.液压冲击器的智能控制系统研究.上海交通大学,2009.
[19] 骆银河.微型角膜刀嵌入式控制系统的设计.上海交通大学.2008.
[20] 陆荣峰.智能数码广播系统的研究与开发.合肥工业大学.2006年.
[21] 楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例．北京航空航天大学出版社，2003．
[22] M．Penza et al．Alcohol detection using carbon nanotubes acoustic and optical sensors．Applied Physics Letters，2004．
[23] F．Rettig，R．Moos．Direct thermoelectric gas sensors Design aspects and first gas sensors．Sens Actuators B，2007．
[24] T．Someya，J．Small，P．Kim，C．Nuckolls，J．T．Yardley．Alcohol vapor sensors based on single-walled carbon nanotube field effect transistors．Nano Letters，2003．
[25] 李光飞.单片机课程设计实例指导,北京:北京航空航天大学出版社.2004.
