电子万年历设计与制作方案.docx
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电子万年历设计与制作方案
电子万年历设计与制作方案
1引言1
1.2方案选择1
1.2.1方案1——基于AT89S52单片机的电子万年历设计1
1.2.2方案2——基于AT89S52单片机和DS1302的电子万年历设计2
2系统概述3
3系统硬件电路的设计4
3.1系统核心部分——单片机AT89S524
3.1.1AT89S52具有下列主要性能4
3.1.2AT89S52的引脚及功能5
3.2DS1302时钟电路7
3.2.1DS1302芯片介绍7
3.2.2DS1302的应用11
3.3存储电路11
3.3.1AT24C02管脚介绍11
3.3.2AT24C02的特性12
3.4液晶显示电路14
3.4.1液晶显示控制驱动器HD61202的特点14
3.4.2液晶显示控制驱动器HD61202的引脚功能14
3.4.3液晶显示控制驱动器HD61202的指令系统15
3.4.4HY-12864的电路结构特点16
3.4.5HY-12864的应用17
3.5键盘电路19
3.6闹铃电路19
4系统程序的设计20
4.1阳历程序的设计20
4.2时间调整程序设计20
4.3阴历程序设计22
5测试结果25
6结论26
参考文献27
附录1：
电子万年历设计电路原理图28
附录2：
主程序29
英文原文及中文翻译
摘要
随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临，各种各样的小型智能家电产品陆续出现在我们的生活当中。
日历是人们不可或缺的日常用品。
但一般日历都为纸制用品，使用不便，寿命不长。
电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。
本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，AT89C52是一种带8K字节闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的低电压、高性能CMOS8位为控制器。
该器件采用ATMEL非易失存储器制造技术制造，与工业标准的80C51和80C52指令集和输出管脚相兼容。
结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH存储器，完成时间的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。
时间、日期调整由三个按键来实现，并可对闹铃开关进行设置。
日历能显示阳历和阴历年、月、日以及星期、时、分、秒。
在显示阴历月份时，能标明是否闰月。
关键词：
电子万年历；单片机；时钟芯片；FLASH存储器；液晶显示
1引言
随着科技的不断进步和发展，单片机的使用已经渗透到我们日常生活当中的各个领域，几乎很难找到有哪个领域没有使用单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
本文设计的电子万年历属于小型智能家用电子产品。
利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路，可实现时间的调整和显示。
电子万年历既可广泛应用于家庭,也可应用于银行、邮电、宾馆、饭店、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。
因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。
1.2方案选择
由于现在市面上的电子万年历的种类比较多，因此到底选择什么样的方案在设计中是至关重要的。
正确地选择方案就可以使产品更加人性化，并且可以减小开发的难度，缩短开发的周期，降低产品的成本等等，因此就会被人们普遍接受，并且能够更快地将产品推向市场实现其自身的价值。
下面我们就拟订了两种方案，希望能够选择一种性价比高的方案。
1.2.1方案1——基于AT89S52单片机的电子万年历设计
不使用时钟芯片，而直接用AT89S52单片机来实现电子万年历设计。
AT89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
若采用单片机计时，利用它的一个16位定时器/计数器每50ms产生一个中断信号，中断20次后产生一个秒信号，然后根据时间进制关系依次向分、时、日、星期、月、年进位。
这样就实现了直接用单片机来实现电子万年历设计。
用单片机来实现电子万年历设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。
但是精度不够高，误差较大，掉电后丢失所有数据，软件编程较复杂。
2.2方案2——基于AT89S52单片机和DS1302的电子万年历设计
在以单片机为核心构成的装置中，经常需要一个实时的时钟和日历，以便对一些实时发生事件记录时给予时标，实时时钟芯片便可起到这一作用。
过去多用并行接口的时钟芯片，如MC146818,DS12887等。
它们已能完全满足单片机系统对实时时钟的要求，但是这些芯片与单片机接口复杂、占用地址,数据总线接线多、芯片体积大占用空间多、近年来串行接口的各种芯片在单片机系统中应用愈来愈多，串行接口的实时时钟芯片也出现了不少，DS1302是一个综合性能较好且价格便宜的串行接口实时时钟芯片。
采用它作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的盲目性，给连续长时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便，可广泛应用于长时间连续的测控系统中。
在测量控制系统中，特别是长时间无人职守的测控系统中，经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。
传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系统可能不允许。
而在系统中采用DS1302则能很好地解决这个问题
利用单片机进行控制，采用DS1302作为实时时钟芯片，其三线接口SCLK、I/O、
与单片机进行同步通信，外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路和闹铃电路，即构成一个基本的电子万年历系统，若还要添加其他功能，在这基础上外扩电路即可。
由于在系统设计时，需要考虑以下几点因素：
功耗低、精确度高、软件编程较简单，制作过程简便，芯片的体积小、便于携带，芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述的诸多优点，所以本设计采用方案2——基于DS1302的电子万年历设计。
2系统概述
本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH存储器，显示阳历的年、月、日、星期、时、分、秒和阴历的年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示出来。
输入接口由三个按键来实现，用这三个按键可以对日期和时间进行调整，并可以对闹铃的开关和闹铃的时间进行设置。
闹铃功能通过蜂鸣器来实现。
软件控制程序实现所有的功能。
整机电路使用+5V稳压电源，可稳定工作。
系统框图如图2-1所示，其软硬件设计简单，时间记录准确，可广泛应用于长时间连续显示的系统中。
输入接口
图2-1系统框图
3系统硬件电路的设计
按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、存储模块、键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成，电路系统构成框图如图3-1所示。
主控芯片使用52系列AT89S52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302，存储模块采用美国ATMEL公司生产的低功耗CMOS串行EEPROM存储芯片AT24C02。
DS1302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。
更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备（2.5～5.5V电源，在2.5V时耗电小于300nA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。
闹铃电路
图3-1电子万年历电路系统构成框图
3.1系统核心部分——单片机AT89S52
AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
3.1.1AT89S52具有下列主要性能
·8KB可改编程序Flash存储器（可经受1000次的写入/擦除周期）
·全静态工作：
0Hz～24MHz
·三级程序存储器保密
·128×8字节内部RAM
·32条可编程I/O线
·2个16位定时器/计数器
·6个中断源
·可编程串行通道
·片内时钟振荡器
3.1.2AT89S52的引脚及功能
AT89S52单片机的管脚说明如图3-2所示。
图3-2AT89S52的管脚
（1）主要电源引脚
①VCC电源端
②GND接地端
（2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
①XTAL1接外部晶体的一个引脚。
在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。
当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时发生器的输入端。
②XTAL2接外部晶体的另一个引脚。
在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。
采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。
（3）
控制或与其它电源复用引脚RST、ALE/
、
和
/VPP
①
复位输入端。
当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
②ALE/
当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。
即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的1/6）周期性地出现正脉冲信号。
因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
在对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（
）[6]。
③
程序存储允许（
）输出是外部程序存储器的读选通信号。
当AT89S52/LV52由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次
有效（既输出2个脉冲）。
但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的
信号将不出现。
④
/VPP外部访问允许端。
要使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000H～FFFFH），则
端必须保持低电平（接到GND端）。
当
端保持高电平（接VSS端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。
（4）输入/输出引脚P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7和P3.0～P3.7
①P0端口（P0.0～P0.7）P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。
作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。
②P1端口（P1.0～P1.7）P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。
作输入口时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。
③P2端口
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