基于51單片機的萬年歷設計

周春濤 李志釗 李潭 朱鑫朝 曹海彬

摘要：隨著人們生活水平的提高，時間觀念越來越受人的重視，因此，一款方便快捷的精確顯示時間的萬年歷也會受到人們的追捧。由其是單片機技術的應用產品已經走進了千家萬戶。電子萬年歷的出現給人們的生活帶來的諸多方便，作為一種附加功能，現在越來越廣泛的被應用于各種電子產品中，具有廣闊的市場前景。目前，萬年歷主要實現的功能是年，月，日，星期幾，具體的時間和鬧鐘等內容。

關鍵詞：萬年歷;C52單片機;DS1302;LCD1602

引言：在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關系，每個人都受到時間的影響，隨著社會、科技的發展，人類得知時間，從觀太陽、擺鐘到現在電子鐘，不斷研究、創新。為了在觀測時間的同時，能夠了解其它與人類密切相關的信息，比如溫度、星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期、鬧鐘功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優點，符合電子儀器儀表的發展趨勢。伴隨著電子技術的迅速發展，特別是隨大規模集成電路出現，給人類生活帶來了根本性的改變。隨著人們的時間觀念也越來越強，萬年歷的出現毫無疑問是有巨大意義的，給了我們隨時隨地知道時間的條件。目前，電子萬年歷作為許多電子產品的附加功能應用十分廣泛。國內目前的萬年歷產品基本都是實現顯示日期，時間，鬧鐘等功能，簡單方便。由于萬年歷的使用十分方便因此萬年歷即使在以后還是有很大的發展前景。

1基于51單片機的萬年歷項目需求分析

（1）熟悉51單片機集成開發環境，運用C語言編寫工程文件，實現萬年歷的軟件設計;（2）熟練應用所選用單片機的內部結構、資源，以及軟硬件調試設備的基本方法;（3）自行構建基于單片機的最小系統，完成相關硬件電路的設計實現;（4）理解萬年歷的原理和掌握實現方法;（5）使萬年歷可以顯示年、月、日，時、分、秒;星期幾;另外還可以設置鬧鐘。

2硬件設計

2.1最小系統模塊

STC89C52的最小系統如圖1所示，整個最小系統由三個部分組成，晶振電路部分、復位電路部分、電源電路等三個部分組成。

晶振電路包括2個30pF的電容C2和C3，以及12M的晶振X1。電容的作用在這里是起振作用，幫助晶振更容易的起振，取值范圍是15-33pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機的執行速度越快。在進行電路設計的時候，晶振部分越靠近單片機越好。

單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現死機，按下重啟按鈕電腦內部的程序從頭開始執行。單片機也一樣，當單片機系統在運行中，受到環境干擾出現程序跑飛的時候，按下復位按鈕內部的程序自動從頭開始執行。

復位電路由10uF的極性電容C1和10K的電阻R4構成。利用電容電壓不能突變的性質，可以知道，當系統一上電，RESET腳將會出現高電平，并且這個高電平持續的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RESET腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位，所以適當組合RC的取值就可以保證可靠的復位。

最后一個是電源部分，采用5V的USB直接供電，可采用手機充電器、電腦USB口、移動電源等設備進行供電。

2.2液晶顯示模塊

液晶模塊的電路的連接圖如圖2所示，第1腳和第2腳分別接到了電路的GND和VCC，這2個腳是液晶工作的電源輸入腳。第3腳通過一個10K的電位器連接到地端，可通過調節該電位器來調節液晶的對比度。第4腳是液晶的寄存器控制腳，接到了單片機的P27腳上。第5腳是液晶的讀寫控制腳，接到了單片機的P26腳上。第6腳是液晶的使能腳，接到了單片機的P25腳上。第7腳到第14腳是液晶的數據/地址8位總線接到了單片機的P0口上。最后第15腳和第16腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統VCC和GND。

2.3 DS1302模塊

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.0V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。

3系統程序設計

本系統的軟件流程圖如圖3所示，最開始先進行液晶的初始化，包括液晶功能初始化和液晶顯示內容初始化，接著就進行時鐘芯片的初始化，主要就是初始化時鐘芯片引腳電平。然就進入了一個循環處理的過程，包括先讀取時鐘芯片的日期時間數據，然后在1602液晶上面顯示出來，接著判斷讀取到的時間是否需要啟動鬧鐘報警，是的話則控制蜂鳴器鳴叫。再往下就是判斷設置按鍵或鬧鐘按鍵是否被按下，是的話，則進入時鐘設置或鬧鐘設置狀態。

結論：諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非常現實的意義。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，對于數字電子萬年歷采用直觀的數字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒等信息，還具有時間校準等功能。另外此次實踐加入了蜂鳴器，使它可以完成鬧鐘功能，讓它在生活中的應用更加實用。

參考文獻：

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（河南科技大學?河南省洛陽市?471023）