1927_基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)

1927_基于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì),基于,單片機(jī),萬年歷,設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 1 頁文獻(xiàn)綜述1、課題研究背景萬年歷就是記錄一定時(shí)間范圍內(nèi)的具體陽歷與陰歷的日期的年歷，方便有需要的人查詢使用。隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來越多。二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。電子萬年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步。近年來，電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚奈锲?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來了極大的方便。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們已不再滿足于鐘表原先簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)功能，希望出現(xiàn)一些新的功能，諸如日歷的顯示、鬧鐘的應(yīng)用等，以帶來更大的方便，而所有這些，又都是以數(shù)字化的電子時(shí)鐘為基礎(chǔ)的。因此，研究實(shí)用電子時(shí)鐘及其擴(kuò)展應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義，具有很大的實(shí)用價(jià)值。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，現(xiàn)代電子鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鐘表的許多不足之處。我們利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)制作的電子萬年歷，可以很方便的由軟件編程進(jìn)行功能的調(diào)整和改進(jìn)，使其在能夠準(zhǔn)確顯示年、月、日、時(shí)間、星期的同時(shí)，還能具有其他的功能。如設(shè)定鬧鐘、語單報(bào)時(shí)、陰陽歷的轉(zhuǎn)換、二十四節(jié)氣的顯示等，有一定的新穎性和實(shí)用性，同時(shí)體積小，攜帶方便，使用也更為方便，具有技術(shù)更新周期短、成本低、開放靈活等優(yōu)點(diǎn)，具備一定的市場(chǎng)前景。以基于單片機(jī)的萬年歷作為設(shè)計(jì)課題，因?yàn)樗哂泻芎玫拈_放性和可發(fā)揮性，要求比較高，不僅考察了對(duì)單片機(jī)的掌握能力而且強(qiáng)調(diào)了對(duì)單片機(jī)的擴(kuò)展的應(yīng)用。另外液晶顯示的萬年歷已經(jīng)越來越流行，具有顯示清晰直觀、走時(shí)準(zhǔn)確、可以進(jìn)行夜視等功能，并且還可以擴(kuò)展出其它多鐘功能。所以，電子萬年歷作設(shè)計(jì)課題很有價(jià)值。單片機(jī)從 20 世紀(jì) 70 年代末出現(xiàn)后，以其卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，分為民用、工業(yè)品、軍品，其中工業(yè)品和軍品具有較強(qiáng)的適合惡劣環(huán)境的能力。由于單片機(jī)本身就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此，只要在單片機(jī)的外圍適當(dāng)加一些必要的擴(kuò)展電路及通黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁道接口，就可以構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)、智能儀表、功能模塊等。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，自 20 世紀(jì)80 年代以來，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)，農(nóng)業(yè)、國防、科研、機(jī)關(guān)、教育、商業(yè)以及家電、生活、娛樂、玩具等各個(gè)領(lǐng)域中。單片機(jī)應(yīng)該在檢測(cè)、控制領(lǐng)域中，具有以下特點(diǎn)：（1）小巧靈活、成本化、易于產(chǎn)品化。 （2）可靠性好，適用范圍廣。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，現(xiàn)代電子鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鐘表的許多不足之處。我們利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)制作的電子萬年歷，可以很方便的由軟件編程進(jìn)行功能的調(diào)整和改進(jìn)，使其在能夠準(zhǔn)確顯示年、月、日、時(shí)間、星期的同時(shí)，還能具有其他的功能。如設(shè)定鬧鐘、語單報(bào)時(shí)、陰陽歷的轉(zhuǎn)換、二十四節(jié)氣的顯示等，有一定的新穎性和實(shí)用性，同時(shí)體積小，攜帶方便，使用也更為方便，具有技術(shù)更新周期短、成本低、開放靈活等優(yōu)點(diǎn)，具備一定的市場(chǎng)前景。這里要介紹的就是一款可滿足使用者特殊要求，輸出方式靈活、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便的實(shí)用電子萬年歷。2 本課題研究目的及引入2.1 課題研究目的當(dāng)今社會(huì)電子技術(shù)迅速的發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給人類生活帶來了根本性的改變。尤其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來了諸多方便。電子鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示秒、分、時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到數(shù)字電子鐘。在城市的主要營業(yè)場(chǎng)所、車站、碼頭等公共場(chǎng)所使用 LCD 數(shù)字電子鐘已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式各樣的 LCD 數(shù)字電子鐘大多數(shù)使用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率損耗大等缺點(diǎn)。因此有必要對(duì)數(shù)字電子鐘進(jìn)行改進(jìn)。2.2 本課題的引入本設(shè)計(jì)是能對(duì)時(shí)、分、秒以數(shù)字顯示精確計(jì)時(shí)的裝置，能廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭、車站、碼頭、辦公室等公共場(chǎng)所。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘數(shù)字化給人們生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)啟閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)。因此，研究萬年歷及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。3 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外面臨的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，如同 60 年代面臨晶體管技術(shù)，70 年代面臨數(shù)字集成電路一樣。單片機(jī)和可編程門陣列相結(jié)合，構(gòu)成新一代電子應(yīng)用技術(shù)是不可能回避的一項(xiàng)新型的工程應(yīng)用技術(shù)。單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，錄像機(jī)，攝像機(jī)，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師?？萍荚桨l(fā)達(dá)，智能化的東西就越多。學(xué)習(xí)單片機(jī)是社會(huì)發(fā)展的必然需求，也是大學(xué)期間的必修課。國內(nèi)超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一是將 CPU 和外圍芯片，如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行 I/O口、串行 I/O、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個(gè)芯片之中，制成單片計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer） 。而近年來推出的一些高檔單片機(jī)還包括有許多特殊功能單元，如 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器、通信控制器、鎖相環(huán)、DMA、浮點(diǎn)運(yùn)算單元、PWM 控制輸出單元、PWM 輸出時(shí)的死區(qū)可編程控制功能等。我國生產(chǎn)的電子萬年歷有很多種，總體上來說以研究多功能電子萬年歷為主，使萬年歷除了原有的顯示時(shí)間，日期等基本功能外，還具有鬧鈴，報(bào)警等功能。商家生生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量，價(jià)格，實(shí)用上考慮，不斷的改進(jìn)電子萬年歷的設(shè)計(jì)，使其更加的具有市場(chǎng)。隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝，自從觀太陽，鐘擺到電子鐘，人類不斷的創(chuàng)新記錄。美國 DALLAS 公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁DS1302 的使用壽命長，誤差小，可以對(duì)于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)值表示。4 本課題研究內(nèi)容本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)和時(shí)鐘芯片的電子萬年歷，由硬件和軟件組成。本次設(shè)計(jì)基于時(shí)鐘芯片讀取時(shí)間和日期，單片機(jī)獲取時(shí)間后送給液晶顯示，具有設(shè)計(jì)合理，功能完備，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠的性能，且實(shí)現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)計(jì)的硬件部分由主控電路、時(shí)鐘電路、溫度采集電路、顯示電路、鍵盤接口 5 個(gè)模塊組成。主控模塊采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為核心，具有在線編程技術(shù)和大容量存儲(chǔ)空間，方便下載和調(diào)試；時(shí)鐘電路采用時(shí)鐘芯片 DS1302，可自動(dòng)計(jì)數(shù)且精度更高；顯示模塊采用 KNY12864 液晶顯示，顯示功能強(qiáng)大，外觀優(yōu)美；溫度采集電路采用 DS18B20 溫度傳感器，僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除 A/D 模塊，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路，且精度高； 鍵盤接口電路使用普通按鍵加上拉電阻完成。系統(tǒng)的軟件部分利用 KEIL C51 語言編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序控制，可以線編譯檢查錯(cuò)誤。單片機(jī)通過讀取時(shí)鐘芯片 DS1302 獲取時(shí)間數(shù)據(jù)和讀取DS18B20 采集的溫度信號(hào)獲取溫度信息，然后再把時(shí)間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后送給 12864 液晶模塊，顯示陽歷年、月、日、時(shí)、分、秒、鬧鐘、星期、溫度等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁參考文獻(xiàn)[1] 王法能 單片機(jī)原理及應(yīng)用 科學(xué)出版社 2004[2] 張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用 高等教育出版社 2006[3] 李宗吾.中國萬年歷.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社.2006:115-191[4] 夏墨英.中國天文年歷.北京：科學(xué)出版社.1984:1256-2581[5] 周慈航.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)[H].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1992[6] Anastasios Alexiadis,Ioannis Refanidis.Defining a Task’s Temporal Domain for Intelligent Calendar Applications[7] 余永權(quán).ATMEL89 系列單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：電子工業(yè)出版社，1999.[8] 王毅平. MCS-51 單片機(jī)原理及應(yīng)用[H].北京：人民郵電出版社，1999[9] 陳堅(jiān)，李昕，黃櫻 .CHEN Jian.LI Xin.HUAN Ying 51 單片機(jī)最小化應(yīng)用系統(tǒng)的Proteus 仿真-電腦知識(shí)與技術(shù).2008,2（18）[10] 陳正振 電子電路設(shè)計(jì)與制作 廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系 2007[11] 竇振中 單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)存儲(chǔ)器分冊(cè) 北京航空航天大學(xué)出版社 2006[12] Joe Tullio,Elizabeth D.Mynatt.Use and Implications of a Shared,Forecasting Calendar.[13] 王威，劉佳，張志雄等.基于 Proteus 和 Keil 的單片機(jī)虛擬仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)-上海電力學(xué)院學(xué)報(bào).2009,25（6）.[14] 閆小坤編 數(shù)字電路 吉林大學(xué)出版社 2004[15] 朱定華，戴汝平.單片機(jī)微機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2003.[16] Ashraf Khalil，Kay Connelly.Improving Cell Phone Awareness by Using Calendar Information.[17] 51 單片機(jī) C 語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全 龍脈工作室 劉坤 寧戈 趙紅波 張憲棟 人民郵電出版社 2008 年 9 月黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁