基于單片機的帶農歷顯示的電子萬年歷設計

張銀慧 天津三星通信技術研究有限公司

電子萬年歷已經普遍應用，給我們的日常生活帶來極大的便利。利用單片機技術設計制作的電子萬年歷，可以很方便的利用軟件編程實現(xiàn)功能的調整和改進，使其在能夠準確顯示日期、時間和星期等基本信息的同時，還能具有農歷日期顯示、鬧鐘設定、整點提醒以及溫度顯示等一些實用性強的功能；同時具有電路實現(xiàn)簡單、設計成本低廉等優(yōu)點。

1 系統(tǒng)總體設計原理

利用單片機設計電子萬年歷，主要采用單片機系統(tǒng)設計方法，基于單片機最小系統(tǒng)，設計合理的外圍硬件電路；同時在軟件系統(tǒng)中利用編程實現(xiàn)單片機的控制功能。本設計的系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體原理框圖

（1）單片機控制模塊：以AT89C51單片機為核心器件，作為系統(tǒng)的控制單元，控制時鐘顯示芯片DS1302、按鍵輸入模塊、LCD1602液晶顯示模塊和蜂鳴器報警模塊之間的協(xié)調工作，根據外部輸入信號做出相應的數據處理以及控制輸出設備進行相應的操作，主要包括液晶顯示和蜂鳴器發(fā)聲等。

（2）時鐘顯示芯片模塊：采用時鐘顯示芯片DS1302，完成對日期時間和星期的讀取，同時實現(xiàn)公歷日期與農歷日期的轉換

（3）按鍵輸入模塊：通過4個按鍵實現(xiàn)對“時分秒”、“年月日”、“星期”信息的調整，以及鬧鐘時間的設置。

（4）液晶顯示模塊：采用LCD1602液晶屏，正常工作狀態(tài)下顯示“年月日”、24時制“時分秒”信息和星期信息；同時，在功能設置狀態(tài)下，顯示調整設置信息。

2 系統(tǒng)硬件電路設計

AT89C51單片機的P0口接LCD1602液晶顯示模塊，P1口接DS1302時鐘顯示芯片，P3口接按鍵輸入模塊和蜂鳴器。

DS1302時鐘顯示芯片內置32.768Hz晶振，采用串行數據傳輸，可以對“時分秒”、“年月日”、“星期”進行計時，并且具有閏年補償等多種功能。

LCD1602液晶顯示器通過數據端口（7～14管腳）與AT89C51的P0口相連接實現(xiàn)數據與指令的傳輸；通過控制端口RS、RW和EN（4～6管腳）與P1口中的P1.0～P1.2端口相接實現(xiàn)對數據和指令傳輸的控制。

4個獨立按鍵是用戶與萬年歷實現(xiàn)信息交互的接口，本設計中，按鍵具有自動恢復（彈回）的功能。當按鍵按下，與單片機連接的端口被降為低電平，按鍵松開則升為高電平。K1按鍵具有公歷農歷顯示切換和數值減1的雙重功能；K2按鍵實現(xiàn)數值加1；K3按鍵用來實現(xiàn)選定需要調整設置項的數據位置，如時、分、秒、年、月、日和星期；K4按鍵用來切換日期時間和鬧鐘的設置狀態(tài)。

圖2 系統(tǒng)硬件電路原理圖

3 軟件系統(tǒng)設計

本設計中，軟件系統(tǒng)主要完成公歷日期與農歷日期的轉換、整點提醒、日期時間和星期的調整、鬧鐘的設置，以及液晶屏顯示等功能。主程序主要完成系統(tǒng)的初始化功能，子程序主要有公歷與農歷日期轉換子程序、整點提醒子程序、鬧鐘提醒子程序、液晶顯示模塊子程序等。軟件系統(tǒng)程序流程圖如圖3所示。

圖3 軟件系統(tǒng)程序流程圖

本設計中的數字萬年歷具體工作流程如下：

（1）單片機上電工作，系統(tǒng)完成對DS1302和LCD1602的初始化，單片機控制LCD液晶屏顯示“時分秒”、“年月日”和“星期”信息，同時具有整點提醒功能。

（2）當進行功能設置時，按下K1鍵，則液晶顯示農歷日期信息。

（3）當第一次按下K4“設置”鍵時，可以調整“時分秒”、“年月日”和“星期”，首先通過K3鍵選擇需要調整的選項位置，然后利用K1鍵（數字減1）或K2鍵（數字加1）來調整K3鍵確定的選項；當第二次按下K4鍵時，采用同樣的方法可以設置鬧鐘時間。

（4）當第三次按下K4鍵時，系統(tǒng)保存設置后的參數信息并退出設置狀態(tài)，系統(tǒng)恢復正常工作狀態(tài)。

4 系統(tǒng)仿真調試

將利用Keil仿真軟件編寫的C語言單片機程序編譯通過后，在Proteus仿真環(huán)境中加載到AT89C51中，進行軟件系統(tǒng)和硬件仿真電路的聯(lián)合調試，以驗證系統(tǒng)功能。仿真結果顯示，設計要求均能正常實現(xiàn)，性能良好。

5 總結

本設計采用廣泛使用的AT89C51單片機為核心，利用DS1302時鐘芯片和LCD1602液晶顯示模塊，通過軟硬件結合的設計方法，簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。本方案設計出的帶農歷顯示的數字萬年歷具有顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，具有廣闊的市場前景。

[1]徐愛鈞.單片機原理及應用-基于C51和Proteus仿真，北京：清華大學出版社，2015,11. 第1版

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