1927_基于单片机的万年历设计
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黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 1 页文献综述1、课题研究背景万年历就是记录一定时间范围内的具体阳历与阴历的日期的年历,方便有需要的人查询使用。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。电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。近年来,电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。随着技术的发展,人们已不再满足于钟表原先简单的计时功能,希望出现一些新的功能,诸如日历的显示、闹钟的应用等,以带来更大的方便,而所有这些,又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此,研究实用电子时钟及其扩展应用,有着非常现实的意义,具有很大的实用价值。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,现代电子钟具有走时准确、性能稳定、制作简单等优点,弥补了传统钟表的许多不足之处。我们利用单片机技术设计制作的电子万年历,可以很方便的由软件编程进行功能的调整和改进,使其在能够准确显示年、月、日、时间、星期的同时,还能具有其他的功能。如设定闹钟、语单报时、阴阳历的转换、二十四节气的显示等,有一定的新颖性和实用性,同时体积小,携带方便,使用也更为方便,具有技术更新周期短、成本低、开放灵活等优点,具备一定的市场前景。以基于单片机的万年历作为设计课题,因为它具有很好的开放性和可发挥性,要求比较高,不仅考察了对单片机的掌握能力而且强调了对单片机的扩展的应用。另外液晶显示的万年历已经越来越流行,具有显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视等功能,并且还可以扩展出其它多钟功能。所以,电子万年历作设计课题很有价值。单片机从 20 世纪 70 年代末出现后,以其卓越的性能,得到了广泛的应用,已经深入到各个领域。单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计的,分为民用、工业品、军品,其中工业品和军品具有较强的适合恶劣环境的能力。由于单片机本身就是一个计算机系统,因此,只要在单片机的外围适当加一些必要的扩展电路及通黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 2 页道接口,就可以构成各种应用系统,如控制系统、数据采集系统、自动控制系统、检测监视系统、智能仪表、功能模块等。单片机的应用领域十分广泛,自 20 世纪80 年代以来,单片机的应用已经深入到工业,农业、国防、科研、机关、教育、商业以及家电、生活、娱乐、玩具等各个领域中。单片机应该在检测、控制领域中,具有以下特点:(1)小巧灵活、成本化、易于产品化。 (2)可靠性好,适用范围广。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,现代电子钟具有走时准确、性能稳定、制作简单等优点,弥补了传统钟表的许多不足之处。我们利用单片机技术设计制作的电子万年历,可以很方便的由软件编程进行功能的调整和改进,使其在能够准确显示年、月、日、时间、星期的同时,还能具有其他的功能。如设定闹钟、语单报时、阴阳历的转换、二十四节气的显示等,有一定的新颖性和实用性,同时体积小,携带方便,使用也更为方便,具有技术更新周期短、成本低、开放灵活等优点,具备一定的市场前景。这里要介绍的就是一款可满足使用者特殊要求,输出方式灵活、计时准确、性能稳定、维护方便的实用电子万年历。2 本课题研究目的及引入2.1 课题研究目的当今社会电子技术迅速的发展,特别是随大规模集成电路的出现,给人类生活带来了根本性的改变。尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。电子万年历的出现给人们的生活带来了诸多方便。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到了广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用 LCD 数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的 LCD 数字电子钟大多数使用全硬件电路实现,电路结构复杂,功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。2.2 本课题的引入本设计是能对时、分、秒以数字显示精确计时的装置,能广泛应用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 3 页泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟数字化给人们生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,但是所有这些,都是以钟表数字化为基础。因此,研究万年历及扩大其应用,有着非常现实的意义。3 本课题国内外研究现状目前国内外面临的单片机应用技术,如同 60 年代面临晶体管技术,70 年代面临数字集成电路一样。单片机和可编程门阵列相结合,构成新一代电子应用技术是不可能回避的一项新型的工程应用技术。单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能 IC 卡,录像机,摄像机,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。科技越发达,智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求,也是大学期间的必修课。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、定时/计数器、中断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(Single-Chip Microcomputer) 。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。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。随着科技的快速发展,时间的流逝,自从观太阳,钟摆到电子钟,人类不断的创新记录。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黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 4 页DS1302 的使用寿命长,误差小,可以对于数字电子万年历采用直观的数值表示。4 本课题研究内容本次设计是基于单片机和时钟芯片的电子万年历,由硬件和软件组成。本次设计基于时钟芯片读取时间和日期,单片机获取时间后送给液晶显示,具有设计合理,功能完备,运行稳定、可靠的性能,且实现后具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点。该设计的硬件部分由主控电路、时钟电路、温度采集电路、显示电路、键盘接口 5 个模块组成。主控模块采用 STC12C5A60S2 单片机作为核心,具有在线编程技术和大容量存储空间,方便下载和调试;时钟电路采用时钟芯片 DS1302,可自动计数且精度更高;显示模块采用 KNY12864 液晶显示,显示功能强大,外观优美;温度采集电路采用 DS18B20 温度传感器,仅需要一条数据线进行数据传输,易于与单片机连接,可以去除 A/D 模块,简化系统电路,且精度高; 键盘接口电路使用普通按键加上拉电阻完成。系统的软件部分利用 KEIL C51 语言编程实现单片机程序控制,可以线编译检查错误。单片机通过读取时钟芯片 DS1302 获取时间数据和读取DS18B20 采集的温度信号获取温度信息,然后再把时间数据和温度数据进行处理后送给 12864 液晶模块,显示阳历年、月、日、时、分、秒、闹钟、星期、温度等。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 5 页参考文献1 王法能 单片机原理及应用 科学出版社 20042 张毅刚 单片机原理及应用 高等教育出版社 20063 李宗吾.中国万年历.北京:中国科学技术出版社.2006:115-1914 夏墨英.中国天文年历.北京:科学出版社.1984:1256-25815 周慈航.单片机应用程序设计技术H.北京:北京航空航天大学出版社,19926 Anastasios Alexiadis,Ioannis Refanidis.Defining a Tasks Temporal Domain for Intelligent Calendar Applications7 余永权.ATMEL89 系列单片机原理及应用M.西安:电子工业出版社,1999.8 王毅平. MCS-51 单片机原理及应用H.北京:人民邮电出版社,19999 陈坚,李昕,黄樱 .CHEN Jian.LI Xin.HUAN Ying 51 单片机最小化应用系统的Proteus 仿真-电脑知识与技术.2008,2(18)10 陈正振 电子电路设计与制作 广西交通职业技术学院信息工程系 200711 窦振中 单片机外围器件实用手册存储器分册 北京航空航天大学出版社 200612 Joe Tullio,Elizabeth D.Mynatt.Use and Implications of a Shared,Forecasting Calendar.13 王威,刘佳,张志雄等.基于 Proteus 和 Keil 的单片机虚拟仿真平台的设计-上海电力学院学报.2009,25(6).14 闫小坤编 数字电路 吉林大学出版社 200415 朱定华,戴汝平.单片机微机原理与应用M.北京:北京交通大学出版社,2003.16 Ashraf Khalil,Kay Connelly.Improving Cell Phone Awareness by Using Calendar Information.17 51 单片机 C 语言应用开发技术大全 龙脉工作室 刘坤 宁戈 赵红波 张宪栋 人民邮电出版社 2008 年 9 月黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 ( 文 献 综 述 ) 第 6 页
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