1927_基于單片機的萬年歷設(shè)計
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黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 ( 文 獻 綜 述 ) 第 1 頁文獻綜述1、課題研究背景萬年歷就是記錄一定時間范圍內(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,對時間的要求越來越高,精準(zhǔn)數(shù)字計時的消費需求也是越來越多。二十一世紀(jì)的今天,最具代表性的計時產(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)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步。近年來,電子鐘已成為人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚奈锲罚瑥V泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所,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單的計時功能,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)字化的電子時鐘為基礎(chǔ)的。因此,研究實用電子時鐘及其擴展應(yīng)用,有著非?,F(xiàn)實的意義,具有很大的實用價值。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù),現(xiàn)代電子鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、制作簡單等優(yōu)點,彌補了傳統(tǒng)鐘表的許多不足之處。我們利用單片機技術(shù)設(shè)計制作的電子萬年歷,可以很方便的由軟件編程進行功能的調(diào)整和改進,使其在能夠準(zhǔn)確顯示年、月、日、時間、星期的同時,還能具有其他的功能。如設(shè)定鬧鐘、語單報時、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用性,同時體積小,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,具備一定的市場前景。以基于單片機的萬年歷作為設(shè)計課題,因為它具有很好的開放性和可發(fā)揮性,要求比較高,不僅考察了對單片機的掌握能力而且強調(diào)了對單片機的擴展的應(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、走時準(zhǔn)確、可以進行夜視等功能,并且還可以擴展出其它多鐘功能。所以,電子萬年歷作設(shè)計課題很有價值。單片機從 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)深入到各個領(lǐng)域。單片機芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的,分為民用、工業(yè)品、軍品,其中工業(yè)品和軍品具有較強的適合惡劣環(huán)境的能力。由于單片機本身就是一個計算機系統(tǒng),因此,只要在單片機的外圍適當(dāng)加一些必要的擴展電路及通黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 ( 文 獻 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)、自動控制系統(tǒng)、檢測監(jiān)視系統(tǒng)、智能儀表、功能模塊等。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,自 20 世紀(jì)80 年代以來,單片機的應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè),農(nóng)業(yè)、國防、科研、機關(guān)、教育、商業(yè)以及家電、生活、娛樂、玩具等各個領(lǐng)域中。單片機應(yīng)該在檢測、控制領(lǐng)域中,具有以下特點:(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)展和采用了先進的石英技術(shù),現(xiàn)代電子鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、制作簡單等優(yōu)點,彌補了傳統(tǒng)鐘表的許多不足之處。我們利用單片機技術(shù)設(shè)計制作的電子萬年歷,可以很方便的由軟件編程進行功能的調(diào)整和改進,使其在能夠準(zhǔn)確顯示年、月、日、時間、星期的同時,還能具有其他的功能。如設(shè)定鬧鐘、語單報時、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用性,同時體積小,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,具備一定的市場前景。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、計時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、維護方便的實用電子萬年歷。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。尤其是單片機技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進了千家萬戶。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、時的計時裝置,與傳統(tǒng)的機械鐘相比,它具有走時準(zhǔn)確、顯示直觀、無機械傳動裝置等優(yōu)點,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,在許多場合可以看到數(shù)字電子鐘。在城市的主要營業(yè)場所、車站、碼頭等公共場所使用 LCD 數(shù)字電子鐘已經(jīng)成為一種時尚。但目前市場上各式各樣的 LCD 數(shù)字電子鐘大多數(shù)使用全硬件電路實現(xiàn),電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,功率損耗大等缺點。因此有必要對數(shù)字電子鐘進行改進。2.2 本課題的引入本設(shè)計是能對時、分、秒以數(shù)字顯示精確計時的裝置,能廣泛應(yīng)用于個人家庭、車站、碼頭、辦公室等公共場所。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 ( 文 獻 綜 述 ) 第 3 頁泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表,鐘數(shù)字化給人們生活帶來了極大的方便,而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。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、自動啟閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)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(shù)字化為基礎(chǔ)。因此,研究萬年歷及擴大其應(yīng)用,有著非?,F(xiàn)實的意義。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新型的工程應(yīng)用技術(shù)。單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能 IC 卡,錄像機,攝像機,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師??萍荚桨l(fā)達,智能化的東西就越多。學(xué)習(xí)單片機是社會發(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,如程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行 I/O口、串行 I/O、定時/計數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個芯片之中,制成單片計算機(Single-Chip Microcomputer) 。而近年來推出的一些高檔單片機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、浮點運算單元、PWM 控制輸出單元、PWM 輸出時的死區(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間,日期等基本功能外,還具有鬧鈴,報警等功能。商家生生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量,價格,實用上考慮,不斷的改進電子萬年歷的設(shè)計,使其更加的具有市場。隨著科技的快速發(fā)展,時間的流逝,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電流充電能的低功耗實時時鐘電路黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 ( 文 獻 綜 述 ) 第 4 頁DS1302 的使用壽命長,誤差小,可以對于數(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)計是基于單片機和時鐘芯片的電子萬年歷,由硬件和軟件組成。本次設(shè)計基于時鐘芯片讀取時間和日期,單片機獲取時間后送給液晶顯示,具有設(shè)計合理,功能完備,運行穩(wěn)定、可靠的性能,且實現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(yōu)點。該設(shè)計的硬件部分由主控電路、時鐘電路、溫度采集電路、顯示電路、鍵盤接口 5 個模塊組成。主控模塊采用 STC12C5A60S2 單片機作為核心,具有在線編程技術(shù)和大容量存儲空間,方便下載和調(diào)試;時鐘電路采用時鐘芯片 DS1302,可自動計數(shù)且精度更高;顯示模塊采用 KNY12864 液晶顯示,顯示功能強大,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)線進行數(shù)據(jù)傳輸,易于與單片機連接,可以去除 A/D 模塊,簡化系統(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 語言編程實現(xiàn)單片機程序控制,可以線編譯檢查錯誤。單片機通過讀取時鐘芯片 DS1302 獲取時間數(shù)據(jù)和讀取DS18B20 采集的溫度信號獲取溫度信息,然后再把時間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進行處理后送給 12864 液晶模塊,顯示陽歷年、月、日、時、分、秒、鬧鐘、星期、溫度等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 ( 文 獻 綜 述 ) 第 5 頁參考文獻[1] 王法能 單片機原理及應(yīng)用 科學(xué)出版社 2004[2] 張毅剛 單片機原理及應(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.單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(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 系列單片機原理及應(yīng)用[M].西安:電子工業(yè)出版社,1999.[8] 王毅平. 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