万年历数字钟及可调时钟系统
一、引言
万年历数字钟是一种用万年历时钟芯片实现年、月、日、时、分、秒计时，并通过单片机处理后送给显示芯片显示的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且具有更长的使用寿命。本系统还可以扩展为可调的自动开关,对家电对用电设备进行控制,笔者在随后改制成为可调时的自动断电的供电系统.
二、原理图设计
1．单片机及其外围电路设计
复位采用X25045芯片，复位电路如图1所示。
图1 复位电路设计
单片机采用贴片封装的AT89S51，晶振为11.0592MHz。其中P1.5~P1.7为下载程序使用，电路如图2所示。
图2 单片机89S51外围电路设计
2．时钟芯片电路设计
时钟芯片采用PCF8563，晶振采用32.768K，电容使用15pf。PCF8563 是PHILIPS 公司推出的一款工业级内含I2C 总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟日历芯片。内部时钟电路、内部振荡电路、内部低电压检测电路（1.0V）以及两线制I2C 总线通讯方式，不但使外围电路及其简洁，而且也增加了芯片的可靠性。同时每次读写数据后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。电路如图3所示。
图3 时钟芯片电路设计
3．显示芯片电路设计
显示芯片采用ZLG7289，晶振为12MHz。ZLG7289A 是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的，具有SPI 串行接口功能的可同时驱动8 位共阴式数码管（或64 只独立LED ）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64 键的键盘矩阵，单片即可完成LED 显示﹑键盘接口的全部功能。电路如图4所示。
图4 显示芯片电路设计
4．双电源电路设计
系统采用双电源，平时使用V1＝10V的外接电源，停电时使用电池，由V2输入。电池有6节，其电压为9V。当电池电压低于6V时，LED亮，说明电池电量不足。电路如图5所示。
图5 双电源电路设计
三、程序设计
程序开始时先对系统初始化，并设置好各种中断。下步操作主要是对时钟芯片进行操作，首先要给时钟芯片设置初值，时钟芯片便自行计数。此时检测是否有按键按下，按键是为了调整时钟。有按键按下则执行按键中断程序，没有按键按下则执行下一步的操作，即取时钟芯片中的时钟值，然后送显示。程序流程图如下。
图6 总体流程图
四、源程序
#include void RESWDI(void); void WREN(void); void WRDI(void); void WRSR(void); unsigned char RSDR(void); void WIPCHK(void); void OUTByte(unsigned char Byte); unsigned char INPUTByte(void); unsigned char ReadByte(unsigned char ADD); void WriteByte(unsigned char Byte,ADD); #define _Nop() _nop_() sbit zlg7289_cs =P1^1; sbit zlg7289_clk =P2^6; sbit zlg7289_dio =P2^7; sbit zlg7289_key =P3^2; sbit p07=P0^7; sbit p06=P0^6; sbit CS=P2^4; sbit SCK=P2^2; sbit SO=P2^5; sbit SI=P2^3; sbit p10=P1^0; sbit SDA=P1^2; *模拟I2C数据传送位* sbit SCL=P1^3; *模拟I2C时钟控制位* uchar buf[9]={0x00,0x00,0x30,0x23,0x15,0x1,0x05,0x04,0x05}; uchar bufdata,bb,date; uchar SLA=0xA2,SUBA=0x00; uchar *p; uchar keychange=0; uchar key=0; *键盘值* bit keyint=0; *按键中断标志* bit keyok=1; *数据是否修改好* uchar num=0; *移位键移到哪个LED* void delay(uchar i) { while(i--); } ******************** TIMER1 interrupt process *************************** timer0 (void) interrupt 1 using 1 { TH0=0x3c; TL0=0xb0; RESWDI(); } void RESWDI(void) 复位看门狗(喂狗) { zlg7289_cs=1; CS =1; CS =0; CS =1; zlg7289_cs=1; } void WREN(void) 写使能复位使用)? { zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; OUTByte(0x06); 发送06H写使能命令字 SCK=0; CS=1; zlg7289_cs=1; } void WRDI(void) 写使能复位（禁止写{ { zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; OUTByte(0x04); 发送04H写禁止命令字SCK=0; CS=1; zlg7289_cs=1; } void WRSR(void) 写状态寄存器 { WREN(); zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; OUTByte(0x01); 发送01H写寄存器命令字 OUTByte(0x00); 发送寄存器值BL0,BL1为0没写保护，WD0=0 W01=1 WD1=0WD1=0看门狗复位时间1.4S SCK=0; CS=1; zlg7289_cs=1; WIPCHK(); 判断是否写入 } unsigned char RSDR(void) 读状态寄存器 { unsigned char Temp; zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; OUTByte(0x05); 发送05H读状态寄存器命令字 Temp =INPUTByte(); 读状态寄存器值 SCK=0; CS=1; return Temp;;这一个调试时没有执行，Temp的值总是0xFF;??????????? zlg7289_cs=1; } void WIPCHK(void) 检查WIP位，判断是否写入完成 { unsigned char Temp,TempCyc; for(TempCyc=0;TempCyc<50;TempCyc++) { Temp =RSDR(); 读状态寄存器 if (Temp&0x01==0) TempCyc =50; } } 单字节指令或数据写入X25045 在SI线上输入的数据在SCK的上升沿被锁存。 void OUTByte(unsigned char Byte) 输出一个定节{ unsigned char TempCyc; zlg7289_cs=1; for(TempCyc=0;TempCyc<8;TempCyc++) { SCK =0; if(Byte&0x80) SI =1; else SI =0; SCK =1; Byte =Byte<<1; 右移 } SI=0; 使SI处于确定的状态 zlg7289_cs=1; } 单字节数据从X25045读到单片机 数据由SCK的下降沿输出到SO线上。unsigned char INPUTByte(void) 输入一个字节{ unsigned char Temp=0, TempCyc; zlg7289_cs=1; for(TempCyc=0;TempCyc<8;TempCyc++) { Temp =Temp<<1; 右移 SCK =1; SCK=0; if (SO) Temp =Temp|0x01; SO为1，则最低位为1 else Temp&=0xFE; } return Temp;;这一个调试时没有执行，Temp的值总是0 zlg7289_cs=1; } unsigned char ReadByte(unsigned char ADD) 读地址中的数据这里不做先导字处理，只能读00-FFH { unsigned char Temp; zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; SO=1; SI=1; OUTByte(0x3); 发送读指令03H 如要支持000-FFF则要把高位地址左移3位再为03H相或OUTByte(ADD); 发送低位地址 Temp =INPUTByte(); SCK=0; CS=1; return Temp;这一个调试时没有执行，Temp的 zlg7289_cs=1; } void WriteByte(unsigned char Byte,ADD) 向地址写入数据这里同样不做先导字处理，只能写00-FFH { WREN(); zlg7289_cs=1; SCK=0; CS=0; SO=1; SI=1; OUTByte(0x2); 发送写指令02H 如要支持000-FFF则要把高位地址左移2位再为02H相或 OUTByte(ADD); 发送低位地址 OUTByte(Byte); 发送数据 SCK=0; CS=1; WIPCHK(); zlg7289_cs=1; } ******************************************************************** ***************模拟I2C总线传输程序*********************************** ******************************************************************** bit ack; *应答标志位* ******************************************************************* 起动总线函数 ******************************************************************** void Start_I2c() { SDA=1; *发送起始条件的数据信号* _Nop(); SCL=1; _Nop(); *起始条件建立时间大于4.7us,延时* _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA=0; *发送起始信号* _Nop(); * 起始条件锁定时间大于4μs* _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; *钳住I2C总线，准备发送或接收数据* _Nop(); _Nop(); } ******************************************************************* 结束总线函数 ******************************************************************** void Stop_I2c() { SDA=0; *发送结束条件的数据信号* _Nop(); *发送结束条件的时钟信号* SCL=1; *结束条件建立时间大于4μs* _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA=1; *发送I2C总线结束信号* _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); } ******************************************************************* 字节数据传送函数 ******************************************************************** void SendByte(uchar c) { uchar BitCnt; for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) *要传送的数据长度为8位* { if((c< else SDA=0; _Nop(); SCL=1; *置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位* _Nop(); _Nop(); *保证时钟高电平周期大于4μs* _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; } _Nop(); _Nop(); SDA=1; *8位发送完后释放数据线，准备接收应答位* _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(SDA==1)ack=0; else ack=1; *判断是否接收到应答信号* SCL=0; _Nop(); _Nop(); } ******************************************************************* 字节数据接收函数 ******************************************************************** uchar RcvByte() { uchar retc; uchar BitCnt; retc=0; SDA=1; *置数据线为输入方式* for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) { _Nop(); SCL=0; *置时钟线为低，准备接收数据位* _Nop(); _Nop(); *时钟低电平周期大于4.7s* _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; *置时钟线为高使数据线上数据有效* _Nop(); _Nop(); retc=retc<<1; if(SDA==1)retc=retc+1; *读数据位,接收的数据位放入retc中 * _Nop(); _Nop(); } SCL=0; _Nop(); _Nop(); return(retc); } ******************************************************************** 应答子函数 ******************************************************************** void Ack_I2c(bit a) { if(a==0)SDA=0; *在此发出应答或非应答信号* else SDA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); *时钟低电平周期大于4μs* _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; *清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收* _Nop(); _Nop(); } ******************************************************************* 向有子地址器件发送多字节数据函数 ******************************************************************** bit ISendStr(uchar sla,uchar suba,uchar *s) { uchar i; Start_I2c(); *启动总线* SendByte(sla); *发送器件地址* if(ack==0)return(0); SendByte(suba); *发送器件子地址* if(ack==0)return(0); for(i=0;i<9;i++) { SendByte(*s); *发送数据* if(ack==0)return(0); s++; } Stop_I2c(); *结束总线* return(1); } ******************************************************************* 向有子地址器件读取多字节数据函数 ******************************************************************** bit IRcvStr(uchar sla,uchar suba,uchar *s) { uchar i; Start_I2c(); *启动总线* 课程设计报告课程设计名称 SOPC原理及应用专业电子科学与技术 班级电子13-1班 学号 姓名郑航 指导教师冯丽 成绩 2016年1月13日 目录 一、设计目的 (1) 二、设计内容要求 (1) 三、系统软、硬件需求分析 (1) 1. 硬件系统组成规划 (1) 2. 软件系统规划 (2) 四、设计步骤 (3) 3. 新建工程“count_binary” (3) 4. 添加ip核 (4) 5. 添加SDRAM Controller (5) 6. 添加flash (6) 7. 添加外部RAM总线（Avalon三态桥） (7) 8. 添加pio核 (7) 9. 添加cpu核 (8) 10. 添加LCD核 (9) 11. 自动分配基地址并生成系统 (9) 12. 设置顶层模块图 (10) 13. 管脚分配并编译 (11) 14. 启动Nios II IDE，新建工程 (12) 15. 导入设计程序 (12) 16. 编译工程并烧录 (13) 五、设计结果 (14) 六、源程序 (16) 1. 程序......................................... 错误!未定义书签。 2. 程序......................................... 错误!未定义书签。 3. 程序......................................... 错误!未定义书签。 4. 程序 (16) 七、实验心得 (28) 项目基于NiosII系统的电子钟设计 一、设计目的 1.掌握基本的开发流程。 2.熟悉QUARTUS II软件的使用。 3.熟悉NIOS II软件的使用。 4.掌握SOPC硬件系统的搭建和NIOSII软件编程方法。 5.掌握SOPC系统设计方法。 6.进一步了解简单的设置及其编程。 二、设计内容要求 NiosII系统的硬件设计，软件设计，该系统能实现一个电子钟功能。 三、系统软、硬件需求分析 1.硬件系统组成规划 根据系统要实现的功能和开发板配置，本项目中需要用到的Cyclone II开发板上的外围器件有： LCD：电子钟显示屏幕 按钮：电子钟设置功能键 Flash存储器：存储软、硬件程序 SRAM存储器：程序运行时将其导入SRAM 根据所用到的外设和器件特性，在SOPC Builder中建立系统要添加的模块包括：NiosII CPU定时器，按键PIO，LCD，外部RAM总线（Avalon三态桥）， #include 数字万年历的制作 数字显示万年历，它采用一枚专用软封装的时钟芯片，驱动15只红色共阳极数码管，可同时显示公历年、月、日、时、分、星期，以及农历月、日，还有秒点显示和整点报时、定时闹钟功能，使用220V市电供电，预留有备用电池座，外形尺寸为长21cm×宽14.5cm×厚3cm，最厚处6cm，适合放置在办公桌面上使用，具有很好的实用性。成品外观如图1所示。 图1 图2 原理简介 电路原理图如图2所示,为了读图方便，连线稍作了简化。从图中可以看出，IC1是一枚专用时钟芯片，Y1是32768Hz的晶振，为芯片提供时基频率信号，经过芯片内部处理后，输出各显示位的驱动信号，经过PNP（8550）型三极管做功率放大后驱动各数码管显示。芯片采用了动态扫描的输出 方式，由于人眼存在视觉暂留现象，且扫描速度比较快，因此看上去所有数码管都是在显示的。这种方式可以有效减少芯片的输出引脚数量，简化了线路，降低了功耗。 在电源部分中，整流二极管VD1～VD4组成了桥式整流电路，将变压器输出的交流电转换为直流电，经C6滤波后，送至三端稳压块7805，输出5V直流稳压电源，为电路供电。VD3和VD8组成互相隔离的供电电路，目的是在市电停电时，后备纽扣电池通过VD3，自动为芯片IC1提供后备电源，保证芯片计时数据不中断。同时由于VD8、VD9的存在，后备电池将不再向数码管供电，以节约后备电池的耗电量。由于芯片自身耗电较低，因此靠纽扣电池也可以维持芯片在很长时间里，内部计时不中断。当市电恢复后，7805输出经过VD8、VD9分别向芯片和数码管供电，由于DV3的存在，且纽扣电池电压为3V，低于7805输出的5V，因此纽扣电池将自动停止供电，7805输出也不会对纽扣电池充电。 VT9是唯一一只NPN（8050）型三极管，用于驱动喇叭，做为整点报时和定闹发声。LED10、LED14是用于秒点显示的发光二极管，LED11和LED12分别是整点报时显示和定闹显示的发光二极管，均为红色。 图3是万年历的全套散件的照片。表1是元器件清单。 图3 表1 元器件清单 序号元件名称参数元件数量序号元件名称参数元件数量 1 电阻10Ω 1 21 三极管8050 1 2 电阻33Ω8 22 三端稳压块7805 1 3 电阻47Ω 3 23 晶振32768Hz 1 4 电阻75Ω7 24 IC1软封装芯片 1 5 电阻100Ω 1 25 0.5’数码管红11 6 电阻150Ω8 26 0.8’数码管红 4 计算机科学与技术学院硬件课程设计报告 在日常生活中，手表，闹钟是不可或缺的。在实际生活生产活动中，也要考虑时间的因素，如工时的计算，霓虹灯的亮灭。 因为集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的集成芯片。电子时钟在工业领域，日常生活中得到了广泛的应用。电子时钟在性能方面具有精度高，实时性好，易于调整等优点。这些使得温度控制系统的研究和开发得到的各方面的广泛关注和支持。 本次课程设计，我利用8254计数芯片，8255芯片，4*4小键盘，12864LCD 液晶显示器，蜂鸣器制作了一个带有闹钟功能的电子时钟万年历。它可以实现由4*4小键盘输入初始时间（包括年月日时分秒星期），利用8254计数，通过程序处理进位，判断闰年，在液晶显示屏上实时显示时间。还可以由小键盘选择不同的闹钟模式，设定闹钟时间。 关键词： 电子时钟； 8255A芯片； 8254芯片； 12864LCD液晶显示器；键盘输入；蜂鸣器；闹钟功能；万年历 1.设计任务与要求...........................................................................6- 1.1实验目的 (6) 1.2具体要求 (6) 2.总体方案与说明...........................................................................6- 2.1使用硬件 (6) 2.1流程设计 (6) 2.1.1系统程序模块 (6) 2.1.1系统流程图 (7) 3.硬件方案 (7) 3.1硬件说明 (7) 3.1.1计数芯片8254 (7) 3.1.2可编程外围接口芯片8255A (8) 3.1.2 128×64字符液晶显示器 (11) 3.2电路原理图与说明 (12) 3.2.1键盘电路 (13) 3.2.2 8254计数电路 (13) 3.2.3 液晶显示电路 (14) 3.3电路连接图 (14) 3.3.1 8254计数芯片 (14) 3.3.2 整体电路 (15) 4.软件方案 (15) 4.1软件主要模块流程图 (15) 4.1.1输入子程序模块流程图 (16) 4.1.2显示子程序模块流程图 (18) 4.1.2闰年子程序模块流程图 (18) 4.1.2蜂鸣器子程序模块流程图 (18) 4.1.2时间进位程序模块流程图 (19) 4.1.2主程序模块流程图 (20) 4.2源程序清单与注释 (21) 5.分析与测试 (38) 6.运行结果 (38) 6.1试验线路图 (39) 6.2实验结果 (39) 6.2.1欢迎界面 (39) 编号 北京工商大学 数字电子技术基础 《万年历的设计》 姓名 学院 班级 学号 设计时间 一、设计目的 1、熟悉集成电路的引脚安排 2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法 3、了解数字电子钟及万年历的组成及工作原理 4、熟悉数字电子钟及万年历的设计与制作 5、熟悉multisim电子电路设计及仿真软件的应用 二、设计思路 1、设计60进制秒计数器芯片 2、设计24进制时计数器芯片 3、设计31进制天计数器芯片 4、设计12机制月计数器芯片 5、设计7进制周计数器芯片 6、设计闰年平年不同月份不同进制逻辑 三、设计过程 1、Tr_min and s 60进制计数器芯片： “秒”、“分”电路都六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成，六十进制计数器的设计图如下，采用四个片74ls161N串联而成，低位芯片的抚慰信号作为下级输入信号，串接起来构成“秒”、“分”计数器芯片。 2、Tr_hour24进制计数器芯片： 24进制计数器芯片的设计图如下，时计数电路由两片74ls161串联组成。当时个位计数为4，十位计数为2时，两片74ls160N复零，从而构成24进制计数。 3、Tr_day天计数器芯片： 采用两片74ls160N和一片74ls151N串联而成，天计数器的进制受到月计数器反馈M、N影响和年计数器反馈R4的影响，在M、N不收到反馈信息的时候，天计数器为28进制，电路设计图如下： 4、Tr_week周计数器芯片： 周计数器由一块74ls161N构成一个七进制计数器，原理与秒、分、时计数器相似，电路设计图如下 5、Tr_month月计数器芯片： 采用两片74160N和两片74HC151D_2V串联而成，月计数器的反馈信息M、N影响 多功能时钟（万年历） 设 计 报 告 专业电子信息科学与技术 班级13级电子专升本 姓名韩科峰 学号130522012 考勤成绩设计成绩 调试成绩报告成绩 总成绩 一、课题名称 多功能时钟（万年历）设计 二、内容摘要 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。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 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。 本设计是基于单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。 关键词： 三、设计指标(要求)； 1、显示时间、日期由按键选择显示（日期时间可调整）。 2、可设置闹钟功能； 3、制作PC机设置界面软件，由PC机可完成对时钟的各项设置 四、系统框图； STC12C5A08S2 单片机 DS1302时钟模块 五、各单元电路设计、参数计算和元器件选择 4位共阴极数码管 按键 六、工作原理 DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置“0”，接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK脉冲；DS1302的控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行读/写时RAM=1，对时间进行读/写时，CK=0，位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位，进行读操作时，该位为1；该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。 “CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP”是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP必须为0。当“WP” 单片机课程设计-万年历、数字时钟 采用MAX7221可以极大的节省I/O口线，同时DS1302时钟芯片可以提供精确的时间信息 汇编语言程序编写 DSRST BIT P1.0 DSCLK BIT P1.1 DSIO BIT P2.2 DIN BIT P2.5 CS BIT P2.6 CLK BIT P2.7 D158 EQU 30H D70 EQU 31H ADDRESS EQU 32h CONTENT EQU 33h COMMAND EQU 34h SECOND equ 35h MINITE equ 36h HOUR equ 37h ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: LCALL INTI7221 LCALL INTI1302 LOOP: LCALL READ1302 LCALL CONVERT LCALL DELAY LCALL DISPLAY LCALL DELAY SJMP LOOP ;DS1302初始化 INTI1302:MOV ADDRESS, #8EH MOV CONTENT, #00H LCALL SENT_BYTE MOV ADDRESS, #90H MOV CONTENT, #0A7H ;慢充电寄存器LCALL SENT_BYTE READ1302: MOV ADDRESS, #81h LCALL REV_BYTE MOV SECOND, A MOV ADDRESS, #83h LCALL REV_BYTE MOV MINITE, A MOV ADDRESS, #85h LCALL REV_BYTE MOV HOUR, A RET SENT_BYTE: CLR DSRST CLR C NOP CLR DSCLK NOP SETB DSRST MOV A, ADDRESS MOV R3, #2 MOV R2, #8 LOOP0: RRC A MOV DSIO, C SETB DSCLK NOP CLR DSCLK DJNZ R2, LOOP0 MOV A, CONTENT MOV R2, #8 DJNZ R3, LOOP0 CLR DSRST RET 课程论文论文题目基于单片机的电子万年历设计 课程名称单片机原理及接口技术 专业年级 2014级自动化3班 学生姓名孙宏远贾腾飞 学号 2016年12 月3 日 摘要： 本文介绍了基于AT89C51单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。系统以AT89C51单片机为控制器，以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。万年历采用直观的数字显示，可以在LED上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，还具有时间校准等功能。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，具有广阔的市场前景。。 关键词：AT89C51单片机，DS1602时钟芯片，LCD1602显示屏。串口通信。 一：引言 本设计的基于单片机控制的电子万年历，具有年、月、日、星期、时、分、秒的显示等功能，实现过程就是由主控制发送信息给DS1302时钟芯片再由时钟芯片反馈给单片机，再由主控制器传送给LCD1602显示屏显示信息。并且可以在键盘设置模块输入修改时间，当键盘设置时间、日期时，单片机主控制根据输入信息，通过串口通信传送给DS1302时钟芯片，DS1302芯片读取当前新信息产生反馈传送给单片机，然后单片机根据控制最后输送显示信息到LCD1602液晶显示屏模块上显示。 二：硬件设计: 2.0.硬件的设计总框图 2.1 DS1032时钟电路 DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。芯片如图。 DS1302的内部主要由移位寄存器、指令和控制逻辑、振荡分频电路、实时时钟以及RAM组成。每次操作时，必须首先把CE置为高电平。再把提供地址和命令信息的8位装入移位寄存器。数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期发生，也无论传送方式是单字节还是多字节，开始8位将指定内部何处被进行访问。在开始 8个时钟周期把含有地址信息的命令字装入移位寄存器之后。紧随其后的时钟在读操作时输出数据。 2.2 LCD1602与AT89C52的引脚接线 LCD1602采用总线式与单片机相连，AT89c52的P1口直接与液晶模块的数据总线D0~D7相连；P2 口的0，1，2脚分别与液晶模块的RS、RW、E脚相连。滑动变阻器用于调整液晶显示的亮度。电路如图 Main.java import java.awt.event.WindowAdapter; import java.awt.event.WindowEvent; import javax.swing.JFrame; public class Main extends JFrame { //创建面板 Calendar Calendar=new Calendar(); Clock clock=new Clock(); public Main() { //设置布局为null setLayout(null); //设置关闭方式 setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗口位置和大小 setBounds(300, 200, 600, 360); //将面板加入窗口 add(Calendar); add(clock); //设置面板位置和大小 Calendar.setBounds(0, 0, 400, 360); clock.setBounds(420, 100, 200, 200); //设置窗口关闭事件 addWindowListener(new WindowAdapter(){ public void windowClosing(WindowEvent e){ System.exit(0); } }); //使窗口显示 setVisible(true); } public static void main(String args[]) { new Main(); } } Clock.java import java.awt.*; import javax.swing.*; import java.awt.event.*; import java.util.Calendar; import java.awt.geom.*; 数字万年历毕业设计 目录 第一章数字万年历需求分析 (1) §1-1万年历的概念 (1) §1-2需求分析 (1) 第二章系统的硬件设计与实现 (2) §2-1系统电路示意图 (2) §2-2驱动电路 (2) §2-3时钟控制电路 (3) §2-4所需主要器件 (4) §2-5系统硬件概述 (4) 第三章系统的软件设计 (17) §3-1程序流程框图 (17) §3-2程序设计 (19) 第四章安装与调试 (25) §4-1安装 (25) §4-2调试 (25) §4-3软、硬件测试 (26) 4-3-1硬件测试 (26) 4-3-2软件测试 (26) §4-4测试结果分析与结论 (27) 4-4-1测试结果分析 (27) 4-4-2测试结论 (27) 第五章总结 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 第一章数字万年历需求分析 §1-1万年历的概念 万年历我国古代传说中最古老的一部太阳历。为纪念历法编撰者万年功绩，便将这部历法命名为“万年历”。而现在所使用的万年历，实际上就是记录一定时间范围内（比如100年或更多）的具体阳历或阴历的日期的年历，方便有需要的人查询使用，与原始历法并无直接联系。万年历只是一种象征，表示时间跨度大。 §1-2需求分析 在当代繁忙的工作与生活中，时间与我们每一个人都有非常密切的关系，每个人都受到时间的影响。为了更好的利用我们自己的时间，我们必须对时间有一个度量，因此产生了钟表。钟表的发展是非常迅速的，从刚开始的机械式钟表到现在普遍用到的数字式钟表，即使现在钟表千奇百怪，但是它们都只是完成一种功能——计时功能，只是工作原理不同而已，在人们的使用过程中，逐渐发现了钟表的功能太单一，没有更大程度上的满足人们的需求。因此在这里，我想能不能把一些辅助功能加入钟表中去。在此设计中所设计的钟表不但具有普通钟表的功能，它还能实现额外的功能：世界时间、农历显示。 改革开放30年来，中国电子万年历市场从无到有，从小到大、从总量快速扩张到结构明显升级，逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的消费市场。电子万年历市场规模比改革初期扩大了几倍乃至几十倍，其发展成就令世人瞩目。 同时随着数字技术网络技术飞速发展，今天数字万年历也得到了迅猛的发展。万年历早超越了单纯的钟表只显视时间的结构，它已经了发展成为一套完整的系统。它在日常生活发挥着巨大的作用人们对它需求也越来越高。 本系统采用了以广泛使用的单片机技术为核心，软硬件结合，使硬件部分大为简化，提高了系统稳定性，并采用LED显示电路、键盘电路，使人机交互简便易行，此外结合音乐闹铃电路、看门狗和供电电路。本方案设计出的万年历可以显示日期时间、世界时、农历，设置闹铃功能。 阿坝师范学院 万年历设计报告姓名：李朝林 学号：20156045 班级：电子信息工程02班 阿坝师范学院物理与电子科学系 目录 1?设计任务与要求 (2) 2?主要器件讨论与选择 (2) 3.设计原理 (3) 4?单元电路设计 (3) 4.1显示电路 (3) 4.2时分秒设计............................................. .4 4.3星期天数设计 (5) 4.4闰年平年判断电路 (6) 4.5二月与大小月判断电路 (9) 4.6天数置数信号 (10) 4.7校正电路 (11) 4.8秒脉冲电路 (11) 5.完整的电路设计原理图 (12) 6.电路调试过程与方法 (13) 7.实验心得体会与总结 (13) 1. 设计任务与要求 用数字集成电路设计万年历电子钟逻辑电路 指标如下： 1)设计一个能直接显示“年”“月”“日”、“星期”、“时”、 “分”、“秒”的十进制万年历时钟显示器。 2)具有校时的功能，可分别对“年”、“月”、“日”、“星期”、 “时” “分” “秒”进行单独校时。 2. 主要器件讨论与选择 主要器件中显示模块选用74SEG_BCD数码管显示8421bcd码，计数模块统一选用74LS160作为计数芯片；74LS160具有同步置数异步清零功能，同时在有时钟脉冲的情况下进行加计数，无论采用同步置数还是异步清零都可以实现60s、60m、24h置数清零功能。因此 ［在此处键入］ 数字电子技术万年历设计报告 74LS160是一个不错的选择。本次仿真通过 74LS160作为时分秒年月 日星期置数，通过秒计数的置数信号作为分计时的脉冲 cp ,取反作 为分计时的使能端，依次向高位进位达到显示目的。 通过闰年、平年、大月、小月、二月的判断电路来控制天计数的 多少。 校时电路，校时选用74LS74触发器作为跳变信号；74LS244存储 信号。起作用的只有一个，当校时有效时计时电路无效。 3. 设计原理 原理图如下: 万年加时种星示器框采禺P 4. 单元电路设计 4.1显示电路 振荡器 呈期廿数 楼时电路? 译码显示电路疋* 千 百 十个 本次课程设计要求显示万年历时钟表。要求实现正常的时、分、秒计数。二十四小时的时间计时。 本次课程设计采用黑金AX301开发平台。相关硬件原理图和PCB图见文件夹。 一．各个设计模块描述 （一）计时模块 1.秒计数是由一个六十进制的计数器构成，生成元器件如下 Clk：驱动秒计时器的时钟信号 Clr：校准时间时清零的输入端 En：使能端 Sec0[3..0] sec1[3..0]：秒的高位显示，低位显示 Co：进位输出端，作为分的clk输入 代码如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity second is port (clk,clr,en:in std_logic; sec0,sec1:out std_logic_vector(3 downto 0); co:out std_logic); end second; architecture sec of second is SIGNAL cnt1,cnt0:std_logic_vector(3 downto 0); begin process(clk) begin if(clr='0')then cnt0<="0000"; cnt1<="0000"; elsif(clk'event and clk='1')then if(en='1')then if cnt1="0101" and cnt0="1000" then co<='1'; cnt0<="1001"; elsif cnt0<"1001" then cnt0<=(cnt0+1); else cnt0<="0000"; if cnt1<"0101"then cnt1<=cnt1+1; else cnt1<="0000"; co<='0'; end if; end if; end if; end if; sec1<=cnt1; sec0<=cnt0; end process; end sec; 仿真图如下： 2．分计数是由六十进制的计数器构成，生成元器件如下 数字开发与实践 课 程 设 计 题目：用DS1302与LCD1602 设计可调式电子日历时钟 班级： 姓名： 学号： 学院： 二Ｏ一二年六月五日 用DS1302与LCD1602设计 的可调式电子日历时钟 一、总体设计 1.1、设计目的 为巩固所学的单片机知识，把所学理论运用到实践中，用LCD1602与DS1302 设计可调式电子日历时钟。 1.2、设计要求 （1）显示：年、月、日、时、分、秒和星期； （2）设置年、月、日、时、分、秒和星期的初始状态； （3）能够用4个按键调整日历时钟的年、月、日、时、分、秒和星期； 完成可调式电子日历时钟的硬件和软件的设计，包括单片机的相关内 容；日历时钟模块的设计，液晶显示模块的设计，按键模块的设计。 控制程序的编写等。 备注：本程序另外添加了每到上午8:10和下午2:10的闹钟提醒功能。 1.3、系统基本方案选择和论证 1.3.1、单片机芯片的选择方案 方案一： 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MCS-51系列单片机完全兼容。 方案二： 采用STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全 兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。但造价较高。 1.3.2 、显示模块选择方案和论证： 方案一： 采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用显示数字显得太浪费,且价格也相对较高。所以不用此种作为显示。 方案二： 采用LED数码管动态扫描,虽然LED数码管价格适中,但要显示多个数字所需要的个数偏多，功耗较大，显示出来的只是拼音，而不是汉字。所以也不用此种作为显示。 方案三： 采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量字符，且视觉效果较好，外形美观。LCD1602可实现显示2行十六个字符。 1.3.3、时钟芯片的选择方案和论证： 方案一： 直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。 方案二： 采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、星期、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,31*8位的RAM做为数据暂存区，工作电压范围为2.5V～5.5V，2.5V时耗电小于300nA。 1.3.4、电路设计最终方案决定 综上各方案所述，对此次作品的方案选定：采用80C51作为主控制系统；DS1302提供时钟；LCD1602液晶带汉字库显示屏作为显示部分。 一、项目介绍与设计目的 基于单片机的电子时钟万年历为实现电子万年历的功能,采用单片机STC89C51,辅助以必要的外围电路,用C语言编写程序,并进行模块化设计而成的电子万年历系统.它通过LCD能正确显示年、月、日、周日、时、分、秒等,具有功能稳定,精确度高和可调的特点。 二、设计方案 1．项目环境要求 1.1时钟芯片选择 方案一:不使用芯片,采用单片机的定时计数器 这种方法原理是利用单片机芯片的定时器来产生固定的时间,模拟时钟的时, 分,秒。如:利用AT80C52芯片,定时器用工作方式1,每50ms产生一个中断,循环20次,即1s周期。每一个周期加1,那么1min为60个周期,1h就是60*60=3600个周期,一天就是3600*24=86400个周期。 此方法优点是可以省去一些外围的芯片,但这种方法只能适用于一些要求不是十分精确,不做长期保留的场合。 方案二:并行接口时钟芯片 DS12887 特点:采用单片机应用系统并行总线(三总线)扩展的接口电路,采用这种接口电路具有操作速度快,编程方便的优点。 但是对于80C52单片机来说,低位地址线要通过锁存器输出,还要地址译码器,而且并行口芯片的体积相对较大。 方案三:串行接口时钟芯片DS1302 芯片主特性: （1）实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力，还有闰年调整的能力 （2）31 8 位暂存数据存储RAM （3）串行 I/O 口方式使得管脚数量最少 （4）宽范围工作电压2.0 5.5V （5）工作电流 2.0V 时,小于300nA （6）读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式 （7）8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配 （8）简单 3 线接口 （9）与 TTL 兼容Vcc=5V （10）可选工业级温度范围-40~+85 优点:串行接口的日历时钟芯片,使用简单,接口容易,与微型计算机连线较少等特点,在单片机系统尤其是手持式信息设备中己得到了广泛的应用。 所以，最终选择串行时钟芯片DS1302，DS1302的管脚图如图2所示。 图2 DS1302管脚图 1.2显示模块选择 方案一:LED数码管显示 数码管显示比较常用的是采用CD4511和74LS138实现数码转换,数码显示分动态显示和静态显示,静态显示具有锁存功能,可以使数据显示得很清楚,但浪费了一些资源。目前单片机数码管普通采用动态显示。编程简单,但只能显示 江西理工大学应用科学学院 微机控制系统课程设计报告 题目：数字万年历设计 姓名：曹振林 学号：08060111328 专业班级：电气113班 指导教师： 完成时间：2014年06月27日 设计报告综合测试平时总评 格式（10分） 内容 （10分） 图表 （5分） 功能测试 （35分） 答辩 （20分） 考勤 （20分）指导教师签名： 摘要 在电子技术迅速发展的今天，尤其是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。特别是单片机领域中的应用产品已经走进了大部分人的家庭。电子万年历的出现给人们的生活带来的诸多方便。本设计首先描述系统总体模块工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程。本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。本系统以单片机的进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性,为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。 单片机具有体积小，成本低，抗干扰能力强，面向控制，可以实现分机各分布式控制等优点。本文研究的万年历系统就是利用单片机上述的优点，采用目前市场性价比比较高的STC89C52单片机控制、以DS1302时钟芯片计时、以LCD1602液晶屏显示，系统主要有单片机控制电路，时钟电路，显示电路及校正电路四个模块组成。本文阐述了系统的硬件工作原理，所应用的各个接口模块的功能以及工作过程。系统程序采用C语言编写，用protel 2000画出电路图，经keil软件进行调试后在仿真软件中进行仿真测试，可以显示年、月、日、星期、时、分、秒，并具有校准功能和与即时时间同步的功能。 此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路设计新颖、功能强大、结构简单等优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场应用前景。 关键词：电子万年历 51系列单片机时钟芯片FLASH存储器液晶显示 随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。 二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步…… 我国生产的电子万年历有很多种，总体上来说以研究多功能电子万年历为主，使万年历除了原有的显示时间，日期等基本功能外，还具有闹铃，报警等功能。商家生产的电子万年历更从质量，价格，实用上考虑，不断的改进电子万年历的设计，使其更加的具有市场。 本设计为软件，硬件相结合的一组设计。在软件设计过程中，应对硬件部分有相关了解，这样有助于对设计题目的更深了解，有助于软件设计。基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。 除了采用集成化的时钟芯片外，还有采用MCU的方案，利用AT89系列单片微机制成万年历电路，采用软件和硬件结合的方法，控制LED数码管输出，分别用来显示年、月、日、时、分、秒，其最大特点是:硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特,可靠。AT89C51是由ATMEL 公司推出的一种小型单片机。95年出现在中国市场。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，可以很快被中国广大用户接受。 本文介绍了基于AT89C51单片机设计的电子万年历。 首先我们在绪论中简单介绍了单片机的发展与其在中低端领域中的优 这个程序是在1602液晶上显示世界时钟，并且能设定闹钟，链接闹钟的引脚为p1^4，w1控制位选，w2控制加一，w4控制减一 w6为闹钟模式和时钟模式的切换键，按一下w6可设定那种时间，w2单独使用时为开关闹钟，中间屏蔽了一段18b20温度显示程序，把屏蔽去除后也能在液晶上显示温度 #include 西安邮电学院 开放实验设计报告 系部名称电子与信息工程系学生姓名 专业名称电子与信息工程班级 实习时间 基于STC89C52液晶显示数字万年历 1.引言 在51单片机应用系统中，常常需要记录实时的时间信息。比如，在数据采集时，对默写重要的事件常常需要记录下准确的发生事件；又比如在银行营业大厅中使用的利率或汇率显示屏，上面除了显示利率或者汇率等数据外，还需要显示实时的时间信息，其中包括年，月，日，星期，时间等。 下面我们利用STC89C52和液晶显示器LCD1602和实时时钟芯片DS1302来实现实时时钟并利用液晶显示器进行显示。 1. 单片机STC89C52 STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器8K字节在系统可编程Flash。 2. 实时时钟芯片DS1302 DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。带有IIC总线接口，便于同单片机进行通信。外接32.768KHZ晶振，可实现年误差小于2分钟。 3．液晶显示模块LCD 1602 LCD1602液晶显示模块是由字符型液晶显示屏（LCD），控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路HD44100或与其兼容的IC，少量阻，容元件，结构件等装配在PCB板上而成。它可以显示2行字符，每行16个字符。 2．所用硬件和软件系统的介绍，实施方案 数字时钟芯片DS1302 1. 数据输入输出(I/O) 在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK 脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。 2. DS1302的控制字节万年历电子钟设计报告
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