基于单片机的万年历设计

摘 要：计算机技术和电子信息技术等高新技术的快速发展，带动了基于单片机的一些设备的发展，其中就包括电子万年历。电子万年历既可以实现传统万年历的作用，又可以实现传统万年历所没有的功能。基于单片机设计出来的万年历，其制作原理简单，元件容易购买，稳定性高，可以满足对万年历功能的各种需要。基于STC89C52单片机设计的电子万年历的系统有六个模块，分别为时钟模块、单片机芯片、按键模块、温度采集模块、显示模块、复位模块。

关键词：单片机；万年历；温度采集；液晶显示

1引言

随着电子科技的发展，万年历慢慢由纸质版变成电子版，更加方便人们出行携带，给人们的生活带来了极大的便利。基于此，本文给出了一个基于单片机的多功能万年历的设计方法，可以在LCD液晶显示屏上显示出年、月、日、时、分、秒。并在这个基础上添加了温度传感器，可以实时采集外界温度。利用proteus仿真软件和Keil编译软件进行了基于单片机的电子万年历仿真，设计的万年历可以在液晶上显示时间，同时还具有时间校准、温度显示等功能。并在仿真的基础上，购买元器件进行焊接出实物

2系统总体方案设计

本电路有六部分构成，分别为电源模块、温度模块、、显示模块、时钟模块、独立键盘模块、复位模块。其中电源模块负责为整个系统供电，采用5V直流电源。温度模块采用数字式温度传感器DS18B20，不同于其他的传感器（如热敏电阻或AD590），它可以直接读出被测温度，并可将温度值发送给单片机上，再通过LCD1602显示出来。显示模块采用LCD1602芯片，属于字符型液晶显示屏，能够同时显示16×02，即32个字符（2行16列）。时钟模块采用DS1302时钟芯片实现时钟，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计数。相对于直接采用单片机定时，精度更高，误差较小。对万年历进行设置时间时，采用独立键盘模块实现，可以对时间实现加减。复位模块采用按键复位电路使单片机进入复位状态。

3系统详细设计与实现

3.1时钟模块设计

DS1302时钟芯片有两个电源供电，Vcc2为主电源，Vcc1为后备电源。因为有后备电源的存在，当主电源关闭时，时钟也能正常运行。芯片工作时，电路将有两者中较大者供电。X1和X2为时钟振荡源，外接32.768khz晶振，由它来提供计数脉冲。RST是复位/片选线，有两种功能，当RST为高电平时，芯片被复位，所有的数据传送被初始化，这时可以对DS1302进行操作；当RST为低电平时，则会终止此次数据传送。I/O为双向串行数据输入输出端。SCLK为时钟输入端。

3.2单片机芯片设计

采用STC89C52單片机，XTAL1和XTAL2外接11.0592MHZ的晶振。RST端口接按键复位电路。P0.0-P0.7接LCD1602的D0-D7。P1.0-P1.2分别接LCD1602的RS，RW，E端。P1.3接温度传感器DS18B20的串行通信端口。P1.4接时钟芯片的SCLK端，P1.5接时钟芯片的I/O端，P1.6接时钟芯片的RST端。P3.0-P3.5接独立键盘。

3.3按键模块的设计

按键模块采用独立按键实现，左移和右移键用来移动光标的位置，加和减键用来修改时间的数值。设置/确定键用来进入时间设置程序，并保存已经修改好的时间。取消键可以取消对时间的修改。

3.4温度采集模块的设计

DS18B20在工作原理上与DS1820没有什么不同的地方，只是测得的温度值因分辩率设置的不同而不同。另外温度转换时的延时时间大大缩短。DS18B20测得的温度值为12位数据，前五位为符号位，后四位为小数位，在获得温度值时，可以不考虑小数位，DS18B20可以直接获得测量的温度值，不再需要A/D转换电路，去进行模数转换。焊接该芯片时，注意分辩芯片引脚的不同。

3.5显示模块设计

LCD1602属于字符型液晶显示，能够显示2行16列，共32个字符。该芯片共16个引脚。其中RS为寄存器选择，根据引脚电平的高低来判断是对数据寄存器操作还是对指令寄存器进行操作；RW为读写信号线，高电平表示读操作，低电平表示写操作；D0-D7为8位双向数据端。

3.6复位模块设计

复位电路采用按键复位中电平复位方式，RST端经电阻与电源Vcc接通来实现，当单片机的复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平就可使单片机复位。

3.7安装、焊接、调试模块

安装、焊接元件时要注意到元件的极性，比如电解电容的极性、晶振的极性（晶振包括有源晶振和无源晶振）等。中规模集成芯片要注意到引脚的相对应。焊接过程中注意不要使电路和铜融合在一起，以防止短路。在焊接的过程中，要尽量避免出现虚焊的现象，必要时，可以使用万用表进行检查。焊接电路前，要先在电路板上，进行简单的元件规划，合理规划万用板的空间。必要时，更换较大一点的万用板。焊接时，应用电焊铁将焊锡融化，然后将融化了的焊锡均匀地留在焊接点上。

3.8仿真模块

4结束语

信息革命时代的到来，促进了计算机技术与电子技术的高速发展，单片机已经用到我们生活中的方方面面。大到工业化电路设计，小到万年历的运用。基于单片机设计出来的万年历，因其制作原理简单，元件容易购买，稳定性高，更加方便人们出行携带，给人们的生活带来了极大的便利。

参考文献：

[1] 张毅刚，彭喜元. 单片机原理与应用设计[M]. 北京：电子工业出版社， 2012.

[2] 汪仕锞. 基于单片机的万年历的设计与实现[J]. 武汉： 武汉工商学院， 2018.

作者简介：

王亚鹏（2001-），男，河南省鹿邑县人。本科在读，主要研究方向：嵌入式系统，集成电路，通信工程。