基于單片機的多功能電子萬年歷系統

翟朝霞 金國華 劉劍橋 畢勝 馬寶山

摘要：該題目要求學生綜合運用單片機原理、低頻電子線路、數字電路與邏輯設計等相關知識，設計完成多功能電子萬年歷系統。通過完成設計任務，使學生掌握單片機設計開發的基本流程，增強學生動手實踐能力，培養學生分析和解決實際問題的能力，為后續課程的學習和工作打下良好基礎。

關鍵詞：單片機;萬年歷;系統設計

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0134-02

單片機應用課程設計這門課是一門綜合性和實踐性很強的課程，為了培養學生綜合應用所學知識設計單片機系統能力，鍛煉學生軟件和硬件的設計能力，培養學生的工程意識，團隊意識，開發學生的創新思維，設計了本實驗案例-基于單片機的多功能電子萬年歷系統。

1 系統需求分析

本系統是基于單片機的多功能電子萬年歷系統，設計要求分為基礎部分和提高部分。學生可根據自身能力確定實驗內容，設計實驗方案。

基礎部分：（1）可顯示年、月、日、星期、時、分、秒。采用二十四小時標準計時制，年、月、日、星期、時、分均可調，具有閏年調整功能。（2）有秒表功能，在秒表模式下，設置有計時、停止、歸零及退出功能。（3）可設置鬧鐘定時，定時時間到后播放音樂，鬧鐘音樂有四首可選擇。

提高部分：（1）可顯示陰歷，上午或下午，二十四節氣等信息。（2）可顯示實時溫度。

2 系統設計方案與實現

系統以單片機為設計核心，整體框架包括晶振及復位電路，時鐘模塊，輸入模塊，傳感器模塊，顯示模塊，音樂播放模塊及電源模塊。系統框圖如圖1所示。

（1）主控模塊：系統主控模塊選擇的單片機為AT89C52單片機，AT89C52芯片是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在線系統可編程Flash存儲器。在芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統可編程Flash，這使得AT89C52能夠靈活、高效的解決各種方案。（2）晶振及復位電路：晶振電路、復位電路及單片機主控模塊組成了一個單片機最小系統。（3）時鐘模塊：有兩種方案可選擇，一種為內部時鐘;一種為外部時鐘。內部時鐘為采用單片機的定時器、計數器設計時鐘;外部時鐘為在單片機外部單獨連接一個時鐘芯片，如時鐘芯片DS1302。（4）輸入模塊：根據設計要求采用了五個獨立按鍵，時間的加和減按鍵，進入設置界面按鍵，秒表功能按鍵及退出按鍵。（5）傳感器模塊：本系統采用的傳感器為溫度傳感器DS18B20，其滿足要求且連線簡單，溫度傳感器可測溫度范圍為-50°C至100°C，測溫誤差1°C。（6）顯示模塊：本實驗既要顯示數字，又要顯示漢字，且顯示內容很多。故可選擇LCD12864液晶顯示器實現對時鐘和日歷及各種數據的顯示。（7）音樂播放模塊：系統采用蜂鳴器電路產生時鐘鬧鈴，通過頻率的不同可發出不同的音調，還可通過電位器控制蜂鳴器發出聲音的響度。（8）電源模塊：常用的系統供電方式有電池盒供電，USB供電或電源接口供電。

根據系統實現方案設計電路原理圖如圖2所示。

3 實物的制作與調試

根據設計的原理圖進行實物的焊接，利用KeilC及單片機仿真器運行調試程序和硬件電路，直到實現所有實驗要求，如圖3所示。

4 結語

本實驗案例具有一定的綜合性和趣味性，能夠促進學生自主學習，培養學生單片機系統設計的實踐能力，分析和解決工程實際問題的能力，為后續學生和工作打下良好基礎，教學效果較好。

參考文獻

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