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1、 万年历事物报警系统研究与设计摘 要随着科技的快速发展，时间的流逝，至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录，电子万年历是一种应用非常广泛的日常计时工具，数字显示的日历时钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，也出现了各式各样的万年历其中壁挂式LED数码管显示的日历钟已逐渐受到人们的欢迎LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视等。并且在万年历上还可以增加很多其他功能比如温度显示、音乐报时等。而对于这样有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，也符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。本课题首先
2、对万年历的基本功能进行研究和分析，对万年历的系统进行设计，以及单片机芯片的选择。其次是显示模块的方案，LED液晶显示的强大功能。再者对报警系统加入的方案。实现万年历的功能的扩展。关键词：万年历的市场需求；多样化的功能；报警系统扩展CALENDAR THINGS ALARM SYSTEM RESEARCHABSTRACTAlong with the rapid development of technology, the passage of time, to the sun, pendulum clock from view until now, human continuous resear
3、ch, electric clock innovation record, electronic calendar is a very extensive daily timing tool, digital display calendar clock has more popular, especially suitable for family bedroom, office, hall, conference room, station and plaza use, also appeared a wide variety of calendar one wall hung LED d
4、igital pipe display calendar clock has gradually get the welcome of people LED digital display calendar clock shows clear intuitive, keep good time, can undertake night vision, etc. And in the calendar also can increase a lot of other functions such as temperature display, music chime, etc. For such
5、 a read convenient, direct display, functional diversity, simple circuit, low cost, and many other advantages, also accord with the development trend of electronic instruments, and has a broad market prospect. This subject is the basic function of calendar first study and analysis of the calendar, s
6、ystem design, and single-chip microcomputer chip choice. Second is the scheme, the LED display module the strong function of liquid crystal display (LCD). Furthermore to alarm system to join the scheme. Make calendar can realize alarm function. Keywords: Calendar market demand; The function of diver
7、sification; Alarm目 录第一章绪 论11.1万年历系统研究的背景11.2功能要求21.3主要的研究内容及模块的选择21.3.1技术可行性21.3.2单片机的选择31.3.3显示模块的选择41.3.4键盘模块的选择41.3.5总体方案的选择4第二章系统硬件电路的设计62.1电路设计62.2系统硬件的介绍72.2.1主控制器AT89C5172.2.2时钟电路DS130272.2.3显示驱动MAX721992.3主要单元电路的设计112.3.1显示电路112.3.2键盘接口122.3.3时钟电路15第三章系统的软件设计173.1程序设计173.2程序流程图183.2.1显示驱动程序流
8、程图183.2.2时间控制流程图19第四章万年历功能的扩展报警系统204.1温度报警功能的扩展20第五章总结225.1总结225.2展望23致 谢24参考文献25第一章 绪 论1.1万年历系统研究的背景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中保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，发明了走时精准更高的石英电子钟表，使钟表的走时月
9、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，从原有的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，它更符合消费者得生活需求。因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨越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质量，价格，使用上该考虑，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
10、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，还采用MCU的方案，利用AT89系列单片机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，其最大的特点是：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AT89
11、C51单片机设计的电子万年历。首先我们简单介绍了单片机的发展与其在中低端领域中的优势以及可以的开发意义；接着介绍了AT89C51单片机的硬件结构和本毕业论文所要外扩的LED显示及其驱动方法，并在此基础上实现了万年历基本电路的设计，然后使用单片机汇编语言进行万年历程序的设计，程序采用模块化结构，使得逻辑关系简单明了，维护方便。图1-1 数码管显示万年历图1-2 数字万年历图1-3 液晶显示万年历1.2功能要求本电子万年历能动态显示年、月、日、星期、小时、分钟、秒。1.3主要的研究内容及模块的选择1.3.1技术可行性随着国内超大规模集成电路的出现，微处理器及其外围芯片有了迅速的发展。集成技术的最新
12、发展之一是将CPU和外围芯片，如程序存储器、数据存储器、并行I/O口、串行I/O口、定时计数器、终端控制器及其他控制部件集成在一个芯片之中，制成单片计算机。而近年来推出的一些高档单片机还包括有许多特殊功能单元，如A/D、D/A转换器、调制解调器、通信控制器、锁相环、DMA、浮点运算单元、PWM控制输出单元、PWM输出时的死区可编程控制功能等。因此，只要外加一些扩展电路及必要的通道接口就可以构成各种计算机应用系统，如工业流水线控制系统、作为家用电器的主控制器、分布式控制系统的终端节点或作为其主控制节点起中继作用、数据采集系统、自动测试系统等。单片机的出现，并在各技术领域中得到如此迅猛的发展，与单
13、片机构成计算机应用喜用所形成的下述特点有关：1. 单片机构成的应用系统有较大的可靠性。这些可靠性的获得除了依靠单片机芯片本身的高可靠性以及应用有最少的连接外，还可以方便地采用软、硬件技术。2. 系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统，应用系统有较高的软、硬件利用系数。3. 由于构成的应用系统是一个计算机系统，相当多的测、控功能由软件实现，故具有柔性特性，不须改变硬件系统就能适当地改变系统功能。4. 有优异的性能、价格比。1.3.2单片机的选择采用传统的AT89C51作为电机的控制核心。单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于
14、其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。图1-4 AT89C51实物图1.3.3显示模块的选择采用传统的LED数码管显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高温，对外界环境要求低、易于维护，同时其精度比较高，称重轻，精确可高，操作简单。数码管采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。液晶显示屏具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。但由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器的资源占用较多，其成
15、本也偏高。在使用时，不能有静电干扰，否则易烧坏液晶的显示芯片，不易维护。所以不选择液晶显示屏为显示模块。1.3.4键盘模块的选择在对日期和时间进行切换，对日期和时间进行调节校准过程中，系统需要产生激励电流，一次需要用按键。因为本系统需要的按键不多，星期加1键，日期加1键，月数加1键，年数加1键，秒数加1键，分数加1键，时数加1键，时间/日期切换键，要求简单。所以选择采用简单的独立式键盘。独立式键盘是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。1.3.5总体方案的选择按照系统设计功能的要求，初步确定系统由主控模块、时控模块、显示驱动及显示模块和键盘接口模块共4个模块组成，电路系统构成框图如图所示。时钟电路（1302）主控制电路（AT89C51）键扫描电路显示驱动（MAX7219）LED显示电路图1-5 电子万年历电路系统构成框图主控芯片使用51系列AT89C51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DS1302采用DS13.2作为计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DS1302可以在很小电流的后备电源（2.55.5V电源，再2.5V时耗电小于300nA），而且DS1302可以编程选择多种充电电流来对后备电源
