1 單片機(jī)技術(shù)萬年歷 項目設(shè)計方案 1 緒論 背景及意義 在當(dāng)代繁忙的工作生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關(guān)系，每個人都受時間的影響。隨著社會科技的發(fā)展，人類得知時間，能夠了解其他與人類密切相關(guān)的信息，比如溫度，星期等。電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期和溫度功能于一身，具有讀取方便、電路簡潔等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給人類生活帶來了許多改變。尤其是單片機(jī)技術(shù)，嵌入式產(chǎn)品的普及，各類應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶。電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來了諸多的方便，現(xiàn)在內(nèi)嵌于各種電子產(chǎn)品 中，具有廣闊的市場前景。 目前的萬年歷功能擴(kuò)展了諸如定時自動報警、鬧鐘、定時廣播、自動啟閉路燈、定時開關(guān)烤箱、開斷各種家庭電氣等。但是所有的功能，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，萬年歷的擴(kuò)展功能及其應(yīng)用十分豐富。中國電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展 出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)業(yè)集中于勞動密集型產(chǎn)品。技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)國家。生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱，產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、壞境污染等。 隨著科技的快速發(fā)展，時間的流逝，從觀太陽，擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。它可以對年、月、 日、時、分、秒進(jìn)行計時，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。對于 電子萬年歷采用直觀的 同時顯示年、月、日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。 此萬年歷具有讀取方便，顯示直觀，功能多樣，電路簡潔，成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場 前景。 設(shè)計主要工作 萬年歷系統(tǒng)基本方案選擇與論證，硬件電路的設(shè)計與實物制作，各模塊軟件編寫與調(diào)試等是設(shè)計的幾個主要工作。 2 分別要對核心控制芯片、顯示器、溫濕度傳感器、時鐘芯片、控制鍵盤等進(jìn)行選擇論證，得出最終總體設(shè)計方 案。硬件電路以 加多個相應(yīng)擴(kuò)展電路模塊，構(gòu)成萬年歷系統(tǒng)。外圍模塊分別是 載模塊、 晶顯示器模塊、 鐘模塊、 濕度傳感模塊、紅外遙控模塊（接收電路模塊 ,傳輸電路模塊 ,中央控制器 (8031),信號調(diào)理電路模塊 ,數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用程序）等。軟件采用 各模塊用 件在計算機(jī)上分別進(jìn)行設(shè)計調(diào)試，得出結(jié)果。各模塊軟件設(shè)計成功之后，再對其進(jìn)行模塊化，最終將各模塊組合得到系統(tǒng)總的軟件設(shè)計程序。 3 2 設(shè)計思想與方案 設(shè)計思想 萬年歷是單片機(jī)控制技術(shù)的一個具體應(yīng)用，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的大眾化，界面的友好性出發(fā)。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： （ 1） 根據(jù)選用的萬年歷設(shè)計外圍電路確定單片機(jī)接口電路。 （ 2） 在硬件設(shè)計時，結(jié)構(gòu)要盡量簡單實用、易于實現(xiàn)，使系統(tǒng)電路盡量簡單。 （ 3） 在設(shè)計時盡可能減小硬件電路的復(fù)雜度，能用程序設(shè)計實現(xiàn)就采用程序設(shè)計進(jìn)行。 （ 4） 根據(jù)硬件電路，在萬能板上完成器件的焊接。 （ 5） 根據(jù)單片機(jī)的接口電路，編寫控制 （ 6） 通過編程、編譯、調(diào)試， 把程序燒入單片機(jī)上運(yùn)行，并測試其功能。 （ 7） 在軟件程序設(shè)計時，盡量考慮提高人機(jī)交互界面的友好，方便用戶操作等因素。 設(shè)計方案及原理 按照系統(tǒng)設(shè)計的要求和功能，將系統(tǒng)分為單片機(jī)模塊、下載電路、復(fù)位電路、晶振電路、 示模塊、電源電路幾個模塊，系統(tǒng)框圖如圖 1所示。 4 單 片 機(jī) 模 塊供 電 模 塊L C D 顯 示 模 塊紅 外 模 塊下 載電 路復(fù) 位電 路晶 振電 路圖 1 系統(tǒng)框架圖 萬年歷系統(tǒng)的工作 原理：單片機(jī)控制電路，顯示電路以及紅外遙控電路。由單片機(jī)控制的萬年歷以及時間顯示，當(dāng)時間及秒計數(shù)計滿 60 時就向分進(jìn)位， 分計數(shù)器計滿 60 分后向時計數(shù)器進(jìn)位，小時計數(shù)器按“ 24 翻 1”規(guī)律計數(shù)。時、分、秒的計數(shù)結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)處理可直接送顯示器顯示。當(dāng)計時發(fā)生誤差的時候可以用校時電路進(jìn)行校正。時計數(shù)器計滿 24 小時后自動向日計數(shù)器進(jìn)一，日計數(shù)器由平年、閏年的 28/30/31 對大、小月和二月的判斷應(yīng)與當(dāng)月相應(yīng)的日期相一致，當(dāng)日計數(shù)器計滿時，向月計數(shù)器進(jìn)位，月計數(shù)器計滿 12月向年計數(shù)器進(jìn)位，當(dāng)年計數(shù)器計滿 100 時所以計數(shù)器 清零。設(shè)計采用的是年、月、日和時、分、秒、星期顯示，所以在單片機(jī)通過對數(shù)據(jù)處理進(jìn)行同時在液晶上顯示。 5 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 主要器件介紹 片機(jī) 片內(nèi) 儲器 ,具有 8以工作在 3且與 具備 以實現(xiàn)在設(shè)計中對修改后程序擦除與燒入。設(shè)計采用的是雙列直插式 片機(jī)，并運(yùn)用活扣鎖緊座，方便對芯片進(jìn)行拔插，以防止對芯片的機(jī)械損壞，方便設(shè)計使用。 0個引腳， 4個 I/個口線都有 8位，同時具有3個定時器 /計數(shù)器， 2個數(shù)據(jù)指針，串行通信線路形式是全雙工形式。 除此之外，單片機(jī)還有兩種節(jié)電模式。在空閑模式情況下， 是其內(nèi)部模塊仍然可以繼續(xù)工作，如 時器 /計數(shù)器、串口以及中斷等都可以工作。在使用掉電保護(hù)情況下，單片機(jī)會把 蕩器將會停止工作，這就意味著單片機(jī)會停止所有工作，要想重新開始工 作就要等到下一個中斷或者硬件復(fù)位信號到來。如圖 2 為 6 圖 2 片機(jī)的引腳圖 晶顯示屏 本身不能發(fā)光顯示，顯示原理是反射自然光而形成字符顯示。液晶顯示模塊有多種接口方式，如： 2線或 3線串行以及 4位或 8 位并行等接口方式，它的 低電平進(jìn)行串口通信，通過對其靈活的接線和指令操作就能完成。內(nèi)部配置了 16 * 16 點(diǎn)的漢字共 8192個 ,此外 ,還配置了 8個 6 * 8分 符集、內(nèi)部存在的簡化漢字點(diǎn)陣圖形都是屬于國家一級和二級標(biāo)準(zhǔn)的 ,顯示分辨率為 128*64。液晶顯示屏顯示字符方便人們清晰地觀察，并可對其軟硬件進(jìn)行方便的調(diào)試工作。通過各方面比較，其硬件電路的搭建也比其他相同類型的顯示器電路要簡單，價格也較便宜，并且它還具有低電壓、低功耗、高清顯示等顯著優(yōu)點(diǎn)。實物圖外觀如圖 3 所示。 7 圖 3 晶顯示屏 鐘芯片 片來產(chǎn)自 司 ,設(shè)計中使用 鋰電池對其涓流充電提供電源。它共有八個引腳，各引腳分別是供電、連接外部時鐘信號、接收復(fù)位信號、與單片機(jī)進(jìn)行串口通信等功能，與單片機(jī)相連的引腳有三個，分別是 位引腳， I/O 數(shù)據(jù)線引腳和 內(nèi)部具有完整的時鐘和日歷以及 31 字節(jié)靜態(tài) 信息，通過單片機(jī)與其通信，采集時間數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就能得到各種時間信息。時鐘有 12/24 小時格式，通過對 M 進(jìn)行指示，就能選擇想要設(shè)定的格式，一般選用 24 小時制。 它除了能對每個月的天數(shù)進(jìn)行調(diào) 整，還能對閏年天數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整，這樣就減少了軟硬件上的復(fù)雜度。硬件設(shè)計比較簡單，只需給 片提供工作的正常電壓和正常時鐘信號即可。并且它還具有高精度、低功耗等特點(diǎn)，在進(jìn)行工作時功耗小于 1的引腳圖排列如圖 4 所示。 圖 4 腳圖 外接收頭 紅外接收頭 用一體化設(shè)計，具有對信號 放大、檢波、整形 等一系列功能，從而產(chǎn)生需要的 它采用 黑色環(huán)氧樹脂封裝 ，日光、 8 紫外光、電燈 熒光 等自然光源對其一般產(chǎn)生不了干擾。同時它還具有 磁屏蔽 功能，其周圍的磁場對其也沒有影響。以上設(shè)計使它具有非常高的 靈敏度 ，還能接收較遠(yuǎn)距離的信號，一般接 收 距離可達(dá) 35有三個引腳，分別是接 5地以及解調(diào)信號輸出引腳。它的管腳排列如圖 5 所示。 圖 5 腳圖 圖 5 蜂鳴器 硬件單元電路的設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源電路 萬年歷系統(tǒng)的各個模塊的功能實現(xiàn)首先必須要有一個穩(wěn)定可靠的電源，能夠讓各個模塊穩(wěn)定的工作。為了能方便獲取所需電壓 +5V，采用變壓器將市電電壓降壓至 12V 交流電，然后通過整流、濾波、穩(wěn)壓、濾波給系統(tǒng)提供穩(wěn)定 的電源。電路原理圖詳見附錄。 電源電路先選用電源變壓器變比 K=220V/12V，將電網(wǎng)電壓降到 12V，降壓后的交流電壓通過整流電路變換為單向脈動電壓。其整流元件如：晶體二極管、電子二極管或晶閘管等構(gòu)成整流橋（選取全橋正向電流為 2A，耐壓值為 25V 即可）。整流后的電壓再經(jīng)過濾波器減小其脈動程度以符合負(fù)載的需要。濾波電路一般由電容（取 2200可 ）組成，利用電容充放電的原理把脈動電壓中大部分紋波加以濾除得到較平滑的直流電壓。將濾波后的直流電壓通過穩(wěn)壓電路，一般采用穩(wěn)壓芯片（ ）的方式以得到穩(wěn)定的 直流輸出電壓。最后在經(jīng)過一道濾波電路（一般取 容 ）使得電壓的紋波更加穩(wěn)定。 片機(jī)最小系統(tǒng) 一塊單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括：一個可靠的電源（直流穩(wěn)壓電源）、一個穩(wěn)定的晶體震蕩電路、復(fù)位電路、下載電路。通過以上組合的單片機(jī)系統(tǒng)才能正常的按照所寫的程序來執(zhí)行操作。 （ 1）下載電路 萬年歷系統(tǒng)選擇的單片機(jī)是 以下載方式為 載，即在線編 9 程，可直接將單片機(jī)電路制作好，通過計算機(jī)完成燒寫程序。同時也可以采用下載電路對系統(tǒng)供電。 載是基于串行傳輸方式，并且符合 議。 下載電路如圖 6所示。 圖 6 載電路 （ 2）晶振電路 單片機(jī)只有滿足相應(yīng)的時鐘信號才能進(jìn)行工作， 晶振電路 結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路 ，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時鐘 頻率 ，單片機(jī)的一切 指令 的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ) 上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 通過在1、 2石英晶振外加兩個負(fù)載電容器 (電容器根據(jù)經(jīng)驗一般取 30成的電路為單片機(jī)提供時鐘信號。采用 12晶振能更好的實現(xiàn)對萬年歷的走時功能，所以使用 12晶體晶振為系統(tǒng)單片機(jī)提供必要的時鐘信號。時鐘電路如圖 7所示。 圖 7 晶振電路 （ 3）復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位有上電復(fù)位、按鍵復(fù)位，當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)和運(yùn)行錯誤 的時候一般采用按鍵方式對單片機(jī)進(jìn) 行復(fù)位操作。萬年歷的復(fù)位信號產(chǎn)生使用上電加按鍵復(fù)位，當(dāng)系統(tǒng)上電時，按鍵并聯(lián)的電解電容（取 22F）開始充電，單片機(jī)復(fù)位引腳為高電平，電容充電完成后由于電容的特性，復(fù)位引腳被下拉電阻（取 1 10 為低電平。根據(jù)電容容值的選擇可確定電容充電時間，完成復(fù)位操作。往后系統(tǒng)正常運(yùn)行，可使用按下按鍵由電阻（ 200 和 1壓得到約 電壓，符合 晶體管 邏輯高，使得復(fù)位引腳進(jìn)行復(fù)位操作。復(fù)位電路圖如圖 8所示。 圖 8 復(fù)位電路 紅外模塊電路 紅外模塊電路由紅外發(fā)射電路、紅外接收電路和紅外遙控器組成。 紅外發(fā)射電路部分由一個發(fā)射管、 2個 9012三極管和 4 個 射管在發(fā)射數(shù)據(jù)的過程中，將會達(dá)到幾十 就是說發(fā)射功率會達(dá)到 。但是其自身并不能達(dá)到發(fā)射功率的要求，還需要借助 9012 三極管，放大電流驅(qū)動紅外發(fā)射管，才能達(dá)到基本發(fā)射要求。一般情況下，信號會被調(diào)制在 38載波上，然后，由紅外發(fā)射管將已調(diào)制的信號發(fā)送出去。故載波由單片機(jī)定時器產(chǎn)生提供。 紅外接收電路部分由 1 個紅外接收器、 1 個 100解電容、 1 個 200電阻和 1 個 100瓷片電容組成。其采用的集成紅外接收器 ,即一體化紅外信號接收頭 集紅外接收、放大信號、信號整形與處理功能于一身。 通常不需要外部其他設(shè)備，就能實現(xiàn)紅外接收等工作。例如：輸出 它只有3個引腳，分別是電源、公共地以及脈沖信號輸出。紅外接收器將接收到的紅外信號進(jìn)行解調(diào)，然后直接送至單片機(jī)進(jìn)行信號處理。 腳與單片機(jī) 過單線傳輸接收到的紅外信號。 紅外鍵盤即為紅外遙控器，它及多種模塊電路和程序存儲器于一體，通過計算機(jī)編程技術(shù)就 能在系統(tǒng)中實現(xiàn)相應(yīng)的鍵值功能，其具有遠(yuǎn)距離操作、操作簡單、傳輸信號快等特點(diǎn)。紅外模塊電路如圖 9 所示。 11 圖 9 紅外模塊電路 示電路 12864液晶是一種具有 4位 /8位并行， 2線或 3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級，二級簡體文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊：其顯示分辨率為 128 64，內(nèi)置 128 個 16*16 點(diǎn)文字，和 128 個 16*8 點(diǎn) 符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單，方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 8 4行 16 16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示 。低電壓低功耗是其又一 其基本特性如下： 低電源電壓（ + + 顯示分辨率： 128 64點(diǎn) 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192個 16 16點(diǎn)陣漢字 內(nèi)置 128個 16 8點(diǎn)陣字符 2顯示方式： 半透，正顯 驅(qū)動方式： 1/321/5角方向： 6點(diǎn) 背光方式：側(cè)部高亮白色 耗僅為普通的 1/10 通訊方向：串行，并行可選 內(nèi)置 需外加負(fù)壓 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 工作溫度：零度到 55度，存儲溫度：負(fù) 20度到 60度。 而本設(shè)計將采用的是并行接口，及見圖 10所示。 12 圖 10 128 64 液晶電路 我們用單片機(jī)來進(jìn)行控制。它可以很直觀的用來顯示年、月、日、時、分、秒及 星期，單片機(jī)與 接口電路如圖 11所示。 圖 11 接口電路 原理圖 見附錄 A 13 元器件清單 見附錄 C 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 主程序設(shè)計 軟件部分主要有以下模塊程序設(shè)計： 晶顯示程序、日期及時間顯示程序、時間調(diào)整程序、紅外接收程序等。 設(shè)計主程序包括系統(tǒng)初始化、判按鍵狀態(tài)、日期及時間設(shè)置等。主程序流程圖如圖 12所示。 14 開 始系 統(tǒng) 初 始 化顯 示設(shè) 置 時 間進(jìn) 入 修 改 時 間 模 式讀 時 間設(shè) 置 按 鍵是 否 按 下 ？設(shè) 置 完 成 ？2 主程序流程圖 子程序設(shè)計 在進(jìn)行程序開發(fā)時，不可以隨意設(shè)計，需要對系統(tǒng)進(jìn)行整體分析，考慮系統(tǒng)板上的硬件資源，得出多種方案，以最優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計。在軟件設(shè)計過程中，選擇模塊化的設(shè)計方法，依次為每一個模塊進(jìn)行軟件設(shè)計，這樣不僅方便設(shè)計者對程序設(shè)計和修改，還方便閱讀者讀懂程序。接下來將分別介紹各個模塊的程序設(shè)計。 液晶顯示程序設(shè)計 液晶顯示 兩種工作方式：并行通信方式和串行通信方式。設(shè)計采用串行通信工作方式。軟件設(shè)計包括系統(tǒng)初始化、液晶初始化、液晶讀 /寫時 15 序、清屏處理、 顯示處理等。液晶顯示程序流程圖如圖 13所示。 開 始初 始 化 設(shè) 置寫 命 令 函 數(shù)顯 示 處 理 函 數(shù)結(jié) 束清 屏 處 理 函 數(shù)寫 數(shù) 據(jù) 函 數(shù)圖 13 液晶顯示流程圖 日期及時間程序的設(shè)計 單片機(jī)從 鐘芯片的寄存器中讀取數(shù)據(jù)，通過 軟件設(shè)計的過程中 ,需要編寫 讀 /寫時序和液晶顯示模塊程序。單片機(jī)與時鐘芯片通信過程中，時鐘周期表現(xiàn)為上升沿時序 ,緊隨其后的是一個下降沿。數(shù)據(jù)在上升沿期間輸入，在下降沿期間輸出。數(shù)據(jù)需保持正確。復(fù)位端為低電平時，將終止所有數(shù)據(jù)的傳輸。 I/期及時間程序設(shè)計流程圖如圖 14所示。 紅外接收程序設(shè)計 系統(tǒng)程序設(shè)計要求就是把接收到的紅外信號進(jìn)行解碼，采用軟件編程把接收到的信息解碼。解碼系統(tǒng)分別由單片機(jī)定時器、外部中斷以及軟件的紅外遙控接收等程序組成。測量兩個脈沖串間的間隔由單片機(jī)的定時器來完成，紅外脈沖信號接收由接收器完成，利用外部中斷觸發(fā)定時器，之后接收管接收到脈沖信號，觸發(fā)外部中斷可用程序?qū)崿F(xiàn)。外部中斷啟動定時器，在時間間隔的同時，進(jìn)行采樣，采樣脈沖代碼存儲到 外接收器使用集成 序設(shè)計部分分別是中斷初始化、接收數(shù)據(jù)及鍵碼處理等。紅外接 收流程圖如圖15所示。 16 開 始寫 入 允 許寫 入 初 始 化 時 間時 間 、 日 期 轉(zhuǎn) 化 為 液 晶 顯 示獲 取 時 鐘 芯 片 時 間寫 入 禁 止時 鐘 芯 片 關(guān) 閉讀 取 D S 1 3 0 2 秒 值4 日期及時間程序設(shè)計 流程圖 開 始中 斷 初 始 化接 收 數(shù) 據(jù)遙 控 碼 值 處 理結(jié) 束 圖 15 紅外接收流程圖 時間調(diào)整程序的設(shè)計 時間調(diào)整用紅外鍵盤控制，就需要編寫相應(yīng)的調(diào)整程序。當(dāng)要對時間調(diào)整時，首先進(jìn)入設(shè)置時間程序，按數(shù)字鍵“ 1”則就可以進(jìn)入，通過按鍵“ 可以對相應(yīng)的年、月、日、時、分、秒、星期等具體時間進(jìn)行選擇，按 10 個數(shù)字鍵0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9就可對其具體調(diào)整，調(diào)整完成后可選擇按鍵“ 認(rèn)進(jìn)入顯示程序，或者按鍵“ -”返回設(shè)置和運(yùn)行程序。為了保證以上指令的有效實現(xiàn)，還需要 在程序設(shè)計中屏蔽掉紅外鍵盤上其他沒有用到的按鍵，否則會對操作產(chǎn)生一定的影響。 在時間調(diào)整的過程中，為了與沒有調(diào)整的時間區(qū)別開來，還設(shè)置了調(diào)整閃爍的功能，直到調(diào)到下一位，才取消閃爍。閃爍功能的原理是根據(jù)每個調(diào)整位的需要，對其送亮滅的指令信息。間隔時間為 50用定時器的溢出標(biāo)志位，當(dāng)發(fā)現(xiàn)定時器溢出時，送“熄滅”字符指令，等到下一次溢出時，再送“亮”的字符指令，這樣，依次進(jìn)行不斷交替循環(huán)，直到調(diào)整位結(jié)束。時間調(diào)整程序流程圖 17 如圖 16所示。 開 始設(shè) 置 萬 年 歷按 數(shù) 字 鍵 1年 調(diào) 整E Q 移 位月 調(diào) 整E Q 移 位秒 調(diào) 整分 調(diào) 整時 調(diào) 整日 調(diào) 整E Q 移 位E Q 移 位E Q 移 位 字 鍵 2 萬 年 歷C H 確 認(rèn)圖 16 時間調(diào)整程序流程圖 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 18 系統(tǒng)調(diào)試 把每個電路模塊與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接起來，組成萬年歷系統(tǒng)。隨后在計算機(jī)上安裝 萬年歷系統(tǒng)板與計算機(jī)通過下載線相連，給系統(tǒng)上電，打開程序下載軟件（ 選擇單片機(jī) 調(diào)入 件，點(diǎn)擊自動，程序就被下載進(jìn)入單片機(jī)了。拔掉下載線，使用 察現(xiàn)象，得出結(jié)論。 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 系統(tǒng)上電后，液晶顯示器上顯示主界面“”等字符 ，接著自動跳入菜單欄界面。顯示主界面如圖 17 所示。 圖 17 顯示主界面 圖 通過紅外遙控器選擇對系統(tǒng)進(jìn)行時間校正，按數(shù)字鍵 1進(jìn)入萬年歷設(shè)置界面，按數(shù)字鍵 2可進(jìn)入萬年歷運(yùn)行界面 ,按數(shù)字鍵 3 可進(jìn)入萬年歷 農(nóng)歷顯示界面。按下數(shù)字鍵 1，進(jìn)入設(shè)置萬年歷，對現(xiàn)有的時間顯示進(jìn)行調(diào)整，完成后按確認(rèn)鍵“ 返回菜單欄界面，按下數(shù)字鍵 2，進(jìn)入運(yùn)行萬年歷就能顯示所有的信息。設(shè)置和運(yùn)行界面如圖 22 所示。 圖 18 設(shè)置和運(yùn)行界面 設(shè)計結(jié)論 萬年歷系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試，測試后，完成了年、月、日、時、分、秒的顯示 和走時，而且可以任意設(shè)置成想要的日期和時間。并且還額外添加了溫度檢測，溫度上限報警的功能。由上述運(yùn)行結(jié)果分析來看各項要求足以滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。 設(shè)計課題的誤差缺陷和改進(jìn)分析 在萬年歷系統(tǒng)中的走時模塊是使用的單片機(jī)內(nèi)部的定時計數(shù)器，所以系統(tǒng)的 19 時間在經(jīng)過校正后還是有一定誤差。所以在實際應(yīng)用中最好是使用一塊實時時鐘芯片進(jìn)行走時。相對于定時器誤差較小。系統(tǒng)的時間一旦掉電后就會造成丟失，也是可以通過一塊實時時鐘芯片解決。 萬年歷系統(tǒng)中歡迎界面的持續(xù)時間存在一定誤差，系統(tǒng)中歡迎界面的維持是通過純延時的方式 實現(xiàn)，所以有一定誤差。 在高級應(yīng)用中添加實時時鐘芯片進(jìn)行走時誤差還是存在，這是不允許的，這時還可以添加自動校正時間模塊。目前自動校正的方法大致有：使用 線網(wǎng)絡(luò)獲取網(wǎng)絡(luò)時間、使用有線網(wǎng)絡(luò)獲取網(wǎng)絡(luò)時間、使用 取當(dāng)?shù)貢r間、使用 頻收音機(jī)獲取整點(diǎn)時間等等。通過以上方式獲取的時間與系統(tǒng)運(yùn)行的時間進(jìn)行校正。 設(shè)計體會 萬年歷系統(tǒng)的設(shè)計是對課堂學(xué)習(xí)效果的檢驗，同時也是對自身自學(xué)能力的檢驗。 回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以 前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨(dú)立思考的能力。 結(jié)束語 20 通過對設(shè)計進(jìn)行了研究背景及意義的分析，了解了研究的主要工作，論證了系統(tǒng)的基本方案并進(jìn)行了方案選擇，還給出了硬軟件各模塊的設(shè)計方案，得出了總體設(shè)計方案。 在研究的過程中通過對硬件設(shè)計仿真，模塊調(diào)試，最終設(shè)計出了系統(tǒng)硬件實物。對各模塊編寫了相應(yīng) 的程序軟件并對其進(jìn)行調(diào)試，分別得出各模塊結(jié)果。把各模塊軟件組合成了萬年歷系統(tǒng)軟件，下載到實物中，得出了最終結(jié)果。系統(tǒng)能顯示基本時間信息，并能較準(zhǔn)確的對時間進(jìn)行調(diào)整，還能顯示出實時環(huán)境的溫濕度，基本滿足了設(shè)計要求。但是由于知識水平和時間等各方面的局限，在系統(tǒng)設(shè)計的過程中還存在一些不足，如陰陽歷的轉(zhuǎn)換及顯示，溫濕度報警設(shè)定等其他一些模塊，都未能實現(xiàn)。 總體來說，設(shè)計基本完成了設(shè)計任務(wù)。 參考文獻(xiàn) 1 蔣敏 J87 21 2 王銳 J216 3 查榮 J139 4 周杏鵬 M北京：高等教育出版社， 89 5 張俊 M京航空航天大學(xué)出版社， 170 6 宋雪松 1 單片機(jī) M華大學(xué)出版社， 38 7 李廣弟 M版 京航空航天大學(xué)出版 社， 99 156 8 李全利 程） M等教育出版社，216 9 李鋼 線數(shù)字溫度傳感器 J79 10 馬忠梅 語言應(yīng)用程序設(shè)計 M版 京航空航天大學(xué)出版社， 172 22 致 謝 本設(shè)計是在賈雅瓊教授的悉心指導(dǎo)下完成的， 感謝老師表示忠心的感謝和崇高的敬意。感謝我的父母對我的培育。同時還要感謝所有的同學(xué)，他們也給了我很大的支持和幫助。最后，感謝老師能在百忙之中對我的論文進(jìn)行審察，由于本人知識有限，不足之處在所難免，還請老師指正。 23 附 錄 附 錄 A 原理圖 見下頁 24 附 錄 B：元器件清單 表 1 萬年歷元器件清單 元件名稱 元件參數(shù) 數(shù)量 時鐘電源 電解電容 22 瓷片 電容 33 發(fā)光二極管 1 1 排阻 470 1 溫濕度傳感器 一體化紅外接收頭 晶振 12M 1 晶振 開關(guān) 6角 1 按鍵 1 單片機(jī) 液晶 時鐘芯片 電阻 1K 4 電阻 200 1 電阻 排阻 10K 3 電位器 50K 1 25 附 錄 C： 萬年歷實物圖 26 附 錄 D：程序清單 /* 課題名稱：萬年歷 作 者：凌昇 完成時間： 2015年 7 月 功 能： 完成萬年歷的時間顯示、農(nóng)歷轉(zhuǎn)換、調(diào)整時間等功能。 使用說明： 陣 )連至 陣 W)連至 陣 S)連至 00, ,02; 型 號 ： 使用晶振為 12 */ #; =13,6,4,17,23,58,46; /年周月日時分秒 ,; 4=一二三四五六日 ; ; 27 0=0 ; /* *函數(shù)名 ： *功能 ： 處理讀取的 *輸入?yún)?shù)： 無 *輸出參數(shù)： 無 */ =/16+0; /年 分離出十位 =%16+0; /年 分離出個位 =0; =/16+0; /月 分離出個位 =%16+0; /月 分離出十位 =0; =/16+0; /日 分離出十位 =%16+0; /日 分離出個位 =0; =/16+0; /時 分離出個位 =%16+0; /時 分離出十位 =0; =/16+0; /分 分離出十位 28 =%16+0; /分 分離出個位 =0; =/16+0; /秒 分離出個位 =%16+0; /秒 分離出十位 =0; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; =(/16)*10+%16; /* *函數(shù)名 ： *功能 ： 初始化定時器 1 *輸入?yún)?shù)： 無 *輸出參數(shù)： 無 */ 1; 1; = 0 29 65536256; 65536256; =6+0; =6+0; =0; 0*100+; (0 = )&(0 != 00) |(0 = 400) ) ;/滿足該條件的 ; ; M=; ) : ; 30 : ; : ; : ; : ; : ; : ; : ; : ; 0: 0; 1: 1; 2: 2; ; c,y,m,d,w; c=20; y=; m=; d=; w=(c/4)-2*c+y+(y/4)+(26*(m+1)/10)+7; =w; =*(; =*(1; =0; ,3, /* 下面是主函數(shù) */ 31 k,i,h,m; ; ; ; 800); ; ) k=; =0; k) ,3,基本萬年歷 ); ,2,); ,2, ); ; ,1,20 年 月 日 ); ,3, 時 分 秒 ); ,1,星期 ); ,1,返回 -); ,4,確認(rèn) ; ,8,; ; ,2, ,4, 32 ,6, ,3, ,5, ,7, =*(; =*(1; =0; ; ,3, ; ) : ) k=; =0; k=0|(k=0 if(k=0 ; 33 i=0; =28; ; 34 : h=0; ) k=; =0; k=0|(k=0 if(k=0 ; k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0|(k=0 i=0; h=0 h); ,4, =(h/16)*10+h%16; ; :