基于单片机的数字万年历设计

基于单片机的数字万年历设计

姓名：汪礼俊

身份证：422202199204124211

摘要：本论文主要针对以单片机为核心的数字万年历进行了设计。本发明既能调整和定时，又能实时地反映目前的气温状况。该系统包括主控制模块、时钟模块、温度模块、输入模块和输出模块。该系统利用温度模组检测到目前的气温状况，利用时钟模块对时序进行定时，由主控模块完成对各模块所采集到的数据进行采集，再将所得到的数据传递到各输出端进行显示。

关键词：数字时钟；温度计；液晶显示

一、绪论

在如今的时代，电子和数字技术都在飞速发展，在这个快速发展的时代，微处理器是必不可少的。电子数字钟是现代社会不可或缺的一部分，人们一直在努力地完善和提高，很多时候都要使用，包括训练场，公共场所，机关，学校，军队，教学场所，都有电子时钟。因此，发展电子数字钟是人类发展的需要，也是人类发展的需要。

在这样一个快速发展的时代，人们的时间概念变得越来越重要，也正是因为如此，电子钟才会一直在进步。

二、系统总体设计

系统的核心部分是主机控制器，并对每个功能进行相应的处理，从而达到定时和设置闹铃的目的。温控模块能够感应到当前的气温，定时器可以定时，而控制面板上的按钮和功率，可以调整时间和闹钟，而供电模块可以在没有插头的时候，为整个系统供电。该输出模块包括一个用于计时的闹钟和一个显示器，一个用于计时的时钟，一个显示器用于表示时间和气温。

本系统的主要功能是对日历的算法进行设计，其中包括了温度的测定、键的扫描等方面的内容。在初始化开始的初始化之后，初始化命令的微处理器管脚的状况，初始化程序，并进行温度的检测，由温敏元件读出所测到的温度，并执行 Grigory运算，得到历法的时间和日期，并执行此步骤。若不存在，则该显示的时刻基于所获取的公历信息。

三、系统硬件的设计

（一）主控制机电路

其中，AT89C51采用了AT89C51作为主控制器，AT89C51是由 ATMEL公司生产的，两者的详细描述在某种意义上是相辅相成的，两者的结构和描述也是完全一致的。在实际的设计与使用中，其主要特点包括：32比特 I/O线、2个数据指示器、全双工串行等。

（二）时钟电路

DS1302是时钟线路中的重要设备。时钟晶片DS1302能够提供计时、自动调节时间和对闰年进行校正。

Vcc1和Vcc2是本系统的主要供电及后备供电。VCC1后备供电方式为单一供电和蓄电池供电，VCC1可在某种程度上实现低功率的蓄电池后备。在本电路中，如果电力供应是双重供给，则VCC2可以在特定的场合为其供电，并且在特定的使用中还必须将VCC1与后备电源相连，从而使其在特定的操作期间不需使用主电源就可以在特定的范围中存储和存储有关的时间和数据。

（三）温度电路

发明采用的是DS18B20的一种传感器。它与常规的温度传感器相比，在特定的测量阶段，其测量的数值精度更高，数据的品质更高，而且测试的结果更可信、更合理，而且可以使用更简便的方法进行连接。采用了相应的技术和手段之后，通过一条数据线路就可以将相关的信息传递到各个环节，从而大大地改善了系统的传输质量和效率。

（四）显示电路

该显示器组件为LCD1602，其详细描述如下：

1.一种显示线路的界面电路表3.5、 E为启用端、 RW为读取/写入控制端、高电平读取及低位写入；RS是读取、写入和数据的接口，高电平写入，低电平写入指令。

基本操作时序如下

（1）读状态：RS=L，RW=H，E=H

（2）写指令：RS=L，RW=L，D0～D7=指令码，E=高脉冲

（3）读数据：RS=H，RW=H，E=H

（4）写数据：RS=H，RW=L，D0～D7=数据，E=高脉冲

（五）按键电路

这个系统需要四个按钮来完成，而这四个按钮都是单独的，这四个按钮的连接方式都很容易，而且整个操作也很容易，节省了大量的 CPU，从这里可以看到，这四个按钮就是AT89c51的 P3.0接口， P3.1接口 P3.2接口， P3.2接口 P3.3接口。

（六）闹钟电路

这种情况下，一些设备无法正常工作，所以只能通过放大器来实现，比如利用三极管来增加电流，让他工作就必须要把 PWM信号输出到 PWM信号上。

四、系统软件设计和实现

（一）系统总流程

本系统的设计内容主要是针对日程表的算法进行，其中包括了温度的测定，键盘的扫描等。在程序开始工作后，先对程序进行初始化，并进行温度的测定，由温敏感应器读出所测的体温，并执行格瑞戈里运算，获取日程表和日期，并对其进行操作。如果有必要，可以进行更改，将更改后的资料展示出来。

（二）显示流程

LDC的启动由初始化操作、写入指令、写入数据、设置显示模块等组成。

有一些基本的驱动顺序：

1.读取状态： RS= L. RW= H. E= H. H= H.写入命令代码 RS= L, RW= L；4.写入资料： RS= H. RW= L. DO~D7为资料、 E为高脉冲；

（三）闹钟流程

该模块的实施方式是利用E2PROM内存来储存时钟的信息，其特点是断开电源后仍然可以保持资料。所以，在本方案中，将告警讯号写到AT24C02的记忆体上，再由程式读出资料，并与目前的时刻相对照。若两者相同就会有警告。若要更改报警数值，只需按下多个按钮，即可自动进行报警提示。

（四）时间数据采集流程

DS1302系列时钟晶片中包含控制逻辑，移位寄存器，实时时钟，振荡器，内部 RAM，内部 RAM，内部 RAM，在进行了所有的数据传送后， RST应当被设定为高级，移位寄存器装载8位的位址和指定的资讯。不管是“读”阶段、“写”阶段，或者只有一个字节或者多个字节，都应该把资料不断地输入到脉冲信号的上端。在8比特起始时，会存取40个字节中的一个。第一个八个时钟循环之后，指令字被装入一个移动暂存器，然后用一个时钟来读出一个时钟的输出/输入，在一个字节的方式下，它的时钟的数量应当是8+8，而在一个字节的状态下，它的数量是8+8。它最多可以在多个字节中到达248。

五、结论

如今的数字时钟早已流行起来，几乎人人都会，原本的计时器只是单纯用来计时，后来因为年代的变迁，大家都会用到时钟。后来随着时间的推移，这个时钟的功能也逐渐丰富起来，只不过在人们不知道该怎么操作的情况下，这个时钟就会自动地响起来，只不过这个铃声的作用，就是唤醒一个正在睡觉的人。此外，也有些数字时钟，能够检测你每天步行的距离，并监控人们的运动，可以帮你估计每天的能源消费。

参考文献

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