基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)等高新技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了基于單片機(jī)的一些設(shè)備的發(fā)展，其中就包括電子萬年歷。電子萬年歷既可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)萬年歷的作用，又可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)萬年歷所沒有的功能?；趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)出來的萬年歷，其制作原理簡單，元件容易購買，穩(wěn)定性高，可以滿足對(duì)萬年歷功能的各種需要?；赟TC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子萬年歷的系統(tǒng)有六個(gè)模塊，分別為時(shí)鐘模塊、單片機(jī)芯片、按鍵模塊、溫度采集模塊、顯示模塊、復(fù)位模塊。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；萬年歷；溫度采集；液晶顯示

1引言

隨著電子科技的發(fā)展，萬年歷慢慢由紙質(zhì)版變成電子版，更加方便人們出行攜帶，給人們的生活帶來了極大的便利?；诖耍疚慕o出了一個(gè)基于單片機(jī)的多功能萬年歷的設(shè)計(jì)方法，可以在LCD液晶顯示屏上顯示出年、月、日、時(shí)、分、秒。并在這個(gè)基礎(chǔ)上添加了溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)采集外界溫度。利用proteus仿真軟件和Keil編譯軟件進(jìn)行了基于單片機(jī)的電子萬年歷仿真，設(shè)計(jì)的萬年歷可以在液晶上顯示時(shí)間，同時(shí)還具有時(shí)間校準(zhǔn)、溫度顯示等功能。并在仿真的基礎(chǔ)上，購買元器件進(jìn)行焊接出實(shí)物

2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

本電路有六部分構(gòu)成，分別為電源模塊、溫度模塊、、顯示模塊、時(shí)鐘模塊、獨(dú)立鍵盤模塊、復(fù)位模塊。其中電源模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)系統(tǒng)供電，采用5V直流電源。溫度模塊采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，不同于其他的傳感器（如熱敏電阻或AD590），它可以直接讀出被測溫度，并可將溫度值發(fā)送給單片機(jī)上，再通過LCD1602顯示出來。顯示模塊采用LCD1602芯片，屬于字符型液晶顯示屏，能夠同時(shí)顯示16×02，即32個(gè)字符（2行16列）。時(shí)鐘模塊采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)數(shù)。相對(duì)于直接采用單片機(jī)定時(shí)，精度更高，誤差較小。對(duì)萬年歷進(jìn)行設(shè)置時(shí)間時(shí)，采用獨(dú)立鍵盤模塊實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)時(shí)間實(shí)現(xiàn)加減。復(fù)位模塊采用按鍵復(fù)位電路使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。

3系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)

DS1302時(shí)鐘芯片有兩個(gè)電源供電，Vcc2為主電源，Vcc1為后備電源。因?yàn)橛泻髠潆娫吹拇嬖?，?dāng)主電源關(guān)閉時(shí)，時(shí)鐘也能正常運(yùn)行。芯片工作時(shí)，電路將有兩者中較大者供電。X1和X2為時(shí)鐘振蕩源，外接32.768khz晶振，由它來提供計(jì)數(shù)脈沖。RST是復(fù)位/片選線，有兩種功能，當(dāng)RST為高電平時(shí)，芯片被復(fù)位，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，這時(shí)可以對(duì)DS1302進(jìn)行操作；當(dāng)RST為低電平時(shí)，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送。I/O為雙向串行數(shù)據(jù)輸入輸出端。SCLK為時(shí)鐘輸入端。

3.2單片機(jī)芯片設(shè)計(jì)

采用STC89C52單片機(jī)，XTAL1和XTAL2外接11.0592MHZ的晶振。RST端口接按鍵復(fù)位電路。P0.0-P0.7接LCD1602的D0-D7。P1.0-P1.2分別接LCD1602的RS，RW，E端。P1.3接溫度傳感器DS18B20的串行通信端口。P1.4接時(shí)鐘芯片的SCLK端，P1.5接時(shí)鐘芯片的I/O端，P1.6接時(shí)鐘芯片的RST端。P3.0-P3.5接獨(dú)立鍵盤。

3.3按鍵模塊的設(shè)計(jì)

按鍵模塊采用獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)，左移和右移鍵用來移動(dòng)光標(biāo)的位置，加和減鍵用來修改時(shí)間的數(shù)值。設(shè)置/確定鍵用來進(jìn)入時(shí)間設(shè)置程序，并保存已經(jīng)修改好的時(shí)間。取消鍵可以取消對(duì)時(shí)間的修改。

3.4溫度采集模塊的設(shè)計(jì)

DS18B20在工作原理上與DS1820沒有什么不同的地方，只是測得的溫度值因分辯率設(shè)置的不同而不同。另外溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間大大縮短。DS18B20測得的溫度值為12位數(shù)據(jù)，前五位為符號(hào)位，后四位為小數(shù)位，在獲得溫度值時(shí)，可以不考慮小數(shù)位，DS18B20可以直接獲得測量的溫度值，不再需要A/D轉(zhuǎn)換電路，去進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。焊接該芯片時(shí)，注意分辯芯片引腳的不同。

3.5顯示模塊設(shè)計(jì)

LCD1602屬于字符型液晶顯示，能夠顯示2行16列，共32個(gè)字符。該芯片共16個(gè)引腳。其中RS為寄存器選擇，根據(jù)引腳電平的高低來判斷是對(duì)數(shù)據(jù)寄存器操作還是對(duì)指令寄存器進(jìn)行操作；RW為讀寫信號(hào)線，高電平表示讀操作，低電平表示寫操作；D0-D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。

3.6復(fù)位模塊設(shè)計(jì)

復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位中電平復(fù)位方式，RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位。

3.7安裝、焊接、調(diào)試模塊

安裝、焊接元件時(shí)要注意到元件的極性，比如電解電容的極性、晶振的極性（晶振包括有源晶振和無源晶振）等。中規(guī)模集成芯片要注意到引腳的相對(duì)應(yīng)。焊接過程中注意不要使電路和銅融合在一起，以防止短路。在焊接的過程中，要盡量避免出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象，必要時(shí)，可以使用萬用表進(jìn)行檢查。焊接電路前，要先在電路板上，進(jìn)行簡單的元件規(guī)劃，合理規(guī)劃萬用板的空間。必要時(shí)，更換較大一點(diǎn)的萬用板。焊接時(shí)，應(yīng)用電焊鐵將焊錫融化，然后將融化了的焊錫均勻地留在焊接點(diǎn)上。

3.8仿真模塊

4結(jié)束語

信息革命時(shí)代的到來，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)用到我們生活中的方方面面。大到工業(yè)化電路設(shè)計(jì)，小到萬年歷的運(yùn)用?；趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)出來的萬年歷，因其制作原理簡單，元件容易購買，穩(wěn)定性高，更加方便人們出行攜帶，給人們的生活帶來了極大的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張毅剛，彭喜元. 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2012.

[2] 汪仕錁. 基于單片機(jī)的萬年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 武漢： 武漢工商學(xué)院， 2018.

作者簡介：

王亞鵬（2001-），男，河南省鹿邑縣人。本科在讀，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)，集成電路，通信工程。