基于单片机的电子万年历论文

基于单片机的电子万年历论文内容摘要：

国家自动化发展水平的标志之一。 万年历是采用数字电路实现对时 ,分 ,秒 .数字显示的计时装置 , 随着科技的快速发展，时间的流逝 ,至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。 美国 DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路 DS1302。 它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且 DS1302 的使用寿命长，误差小。 对于数字电子万年 历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。 电子万年历 广泛用于个人家庭 ,车站 , 码头办公室等公共场所 ,成为人们常生活中不可少的必需品 ,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用 ,使得数字钟的精度 ,远远超过老式钟表 , 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。 诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，但是所有这些，都是以钟表 数字化为基础的。 因此，研究万年历及扩大其应用，有着非常现实的意义。 国内外研究现状及发展趋势 钟表功能的单一，没有更大程度的满足人们的需求，近年来随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路产生，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。 实时时钟集成电路是一种高密度集成的专用时钟集成电路，适合于一切需要微功耗及准确计时的场合，如手机，电视机， 2 复费率电表，高精度时钟，可编程时间控制器，数码相机，等等。 早期 RTC产品实质是一个带有计算机通讯口的分频器。 它通过对晶振所产生的振荡频率分频和 累加，得到年 、月、日、时、分、秒等时间信息并通过计算机通讯口送入处理器处理。 这一 时期 RTC的特征如下：在控制口线上为并行口；功耗较大；采用普通 CMOS 工艺；封装为双列直插式；芯片普遍没有现代 RTC 所具有的万年历及闰年月自动切换功能，也无法处理 2020年问题。 现在已经被淘汰。 在 90年代中期出现了新一代RTC，它采用特殊 CMOS工艺；功耗大为降低，典型值约 A以下；供电电压仅为 ；和计算机通讯口也变为串行方式，出现了诸如三线 SIO/四线 SPI，部分产品采用 2 线 I2C 总线；包封上采用 SOP/SSOP 封装，体积 大为缩小；功能上片内智能化程度大幅提高、具有万年历功能，输出控制也变得灵活多样。 其中日本 RICOH 推出的 RTC 甚至已经出现时基软件调校功能（ TTF）及振荡器停振自动检测功能而且芯片的价格极为低廉。 TTF是 RTC 发展史上具有里程碑意义的技术，从此以晶振为基准的电子钟表，也可以具备类似传统钟表控制摆长以调节精度的功能。 TTF 是利用吞吐脉冲技术来补偿晶体振荡器的固有偏差而实现高精度时钟输出。 利用一套特殊的数字电路增加或减去相当于晶振振荡误差的脉冲，而不改变晶振本身的振荡。 在一定的调节时基中，如 20S内，调节电路在 最后一秒发生作用，校准整个时基。 这一校正过程完全是数字化过程，故不会影响晶体负载电容匹配，不影响晶体振荡电阻。 最新一代 RTC产品中，除了包含第二代产品所具有的全部功能，更加入了复合功能，如低电压检测，主备用电池切换功能，抗印制板漏电功能，且本身封装更小。 电子万年历的设计是由单片机驱动时钟芯片进行显示的， 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。 CMOS化 ： 近年，由于 CHMOS技术的进小，大大地促进了单片机的 CMOS化。 CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。 低功耗化 ： 单片机的功耗已从 Ma级，甚至 1uA 以下；使用电压在 36V之间，完全适应电池工作。 低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。 低电压化 ： 几乎所有的单片机都有 WAIT、 STOP等省电运行方式。 允许使用的电压范围越来越宽，一般在 36V范围内工作 [3]。 低电压供电的单片机电源下限已可达 12V。 目前 问世。 进入 21世纪后 ,智能温度传感器正 朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。 高性能化 ： 主要是指进一步改进 CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。 采用精简指令集（ RISC）结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度。 外围电路内装化 ： 这也是单片机发展的主要方向。 在时钟集成电路方面，充分利用 TTF功能做到每一个 RTC系统的高精度，以 RICOH 的 TTF技术为代表的新一代 RTC，已经采用全新的思维，特殊的技术以几乎不增加成本的方式，将普通晶振的 RTC计时精 度提高到一个很高的水平。 目前，这一新型的 RTC已在国内许多行业中迅速应用起来。 综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 3 本 设计的 任务和 要求 本论文主要研究基于单片机的电子万年历设计， 所设计的电子万年历 具备 如下功能 ： 、月、日、星期、时、分、秒。 12h（小时）计时方式。 ，时间与阴、阳历 能够自动关联。 、月、日、星期、时、分、秒校准功能。 所做的主要工作 如 下：  系统硬件电路的设计 1） 单片机最小应用电路 的设计。 2） DS1302时钟模块电路的设计。 3） 针 对电子万年历所设计的 LCD显示电路。 4） 针 对电子万年历所设计按键电路。  系统软件的设计 1） 阳历 主程序的设计。 2） 阴历天数程序的 设计。 3） 时间调整程序 的设计。 4） 阴历日期 程序 的 设计。 4 第二章 系统 功能 与元器件 选择 系统的主要功能 1．时钟功能 对于时钟功能，需要在液晶 上显示小时、分钟和秒钟，因此，可以在内部存储空间分别 定义它们的显示缓存空间，来存放小时、分钟和秒钟的 BCD码，各 2个字节。 由于时钟是不能停止的，因此需要采用内部定时器自动计时，并使用定时器中断处理程序来定时进行时间数值的刷新。 52单片机的 2 个定时器都具有 16 位定时器的工作模式。 当晶振为 12MHz 时， 16 位定时器的最大定时值为；要达到 1秒钟，可以采用两种方法：采用一个定时器定时与软件计数相结合的方法；或者采用两个定时器级联的方法。 由于秒表在计时功能时也需要用到 1个定时器，因此，我们采用第一个方法，只使用 1个定时器，例如使用 T0。 为了达到较为准确 的计时，使 T0的溢出时间为 50ms，使用一个字节作为软件计数器 ST，计数值为 20。 定时器的中断处理程序对 ST进行减 1操作，当 ST为 0时， 1秒到达，此时更新存放小时、分钟、秒钟的显示缓存区。 2．计时功能 当秒表用作计时功能时，也需要一个定时器进行 10MS 的定时，在本设计中 使用 了 单片机的TIMER1。 3．功能按键 4 个 功能按键 键可以采用中断的方法，也可以采用查询的方法来识别。 主要作用在于功能切换和数值复位，对于时间的要求也 很严格 ， 需要比较准确的控制。 元器件选择 选择一 : 采用 89C51芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM，内部具有 4KB ROM 存储空间 ,能于 3V的超低压工作 ,而且与 MCS51 系列单片机完全兼容 ,但是运用于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术 , 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏 [1]。 选择 二 : 采用 AT89S52,片内 ROM全都采用 Flash ROM；能以 3V的超底压工作；同时也与 MCS51系列单片机完全该芯片内部存储器为 8KB ROM 存储空间，同样具有 89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术。