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1基于Proteus软件的电子万年历的设计答辩人：刘小专业：测控技术与仪器班级：06级1班指导老师：康科峰20引言电子万年历是一种应用非常广泛的日常计时工具，液晶显示的万年历已经越来越流行，特别适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室和广场等使用。LCD显示的日历钟显示清晰直观、走时准确，并且还可以扩展出多种功能。本设计利用数量较少的芯片制做了一种多功能电子万年历，主要功能包括：1、能显示公历/农历年、月、日，星期，小时，分，秒；2、能够用按键进行调整，且能够以汉字显示相关信息；3、时间控制系统能实现整点、半点报时和定时闹铃。3•一、设计背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度，同时也使现代电子产品性能进一步提升，产品更新换代的节奏也越来越快。随着经济的不断发展，人们对生活质量的要求也在不断地提高。厂家也不断的推出各种电子产品以满足人们的需要，而电子万4年历则顺应了人们对时间方面的要求。传统的电子万年历功能较为单一，价格偏高，较难走进千家万户，没能达到人们生活中所需要的最基本要求，本设计旨在设计一款功能较全面，价格较低且实用性强的电子万年历。以满足不同使用者的需求。5•二、设计意义电子万年历的出现给人们的生活带来了诸多方便。但传统的电子万年历除显示时间以外，功能较为单一，逐渐失去了市场。新型电子万年历的产生更会带来更多方便，现在的发展方向以实用型，方便型，美观型，精巧型为主。电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是单片机实验中一个很常用的题目。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6警等功能。商家生产的电子万年历更从质量，价格，实用上创新。因此不断的改进电子万年历的设计，会使其更具有实用性。7第1章系统设计原理论证•1.1设计要求基本设计要求：（1）能显示公历年、月、日、星期、小时、分、秒；（2）显示模块采用LCD液晶屏显示；（3）要求能用按键调整时间；（4）具有定时报警功能（即闹钟功能），能够进行整点和半点报时；（5）利用51系列单片机作为处理器；创新设计要求：（1）能够显示对应的农历年、月、日；（2）能够显示当前年份是否是闰年；8•1.2硬件电路的设计一、总体方案论述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、显示模块和键盘接口模块共四个模块组成。如图1-1所示。主控模块显示模块时控模块键盘接口模块图1-1系统模块框图91、主控部分主控芯片采用51系列AT89C51单片机，接线方式如图1-2所示。图1-2主控部分接线图102、时控模块时钟芯片使用DALLAS公司的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DS1302作为计时芯片，可以做到计时准确。时钟电路连接图如1-3所示。图1-3DS1302时钟控制电路113、显示模块本系统采用Proteus仿真库有的液晶显示模块LGM12641BS1R,为8192(128*64)像素的单色LCD。显示模块电路如下图3-16所示。P1口与数据总线对应连接进行数据交换，使能端E与P3.2相连，读写端R/W与P3.1相连，DI与P3.1相连,片选信号端CS1、CS2分别与P3.6、P3.7相连，复位端/RST外接电源。12图1-4LCD显示电路134、按键电路按键电路采用独立键盘设计，本系统设置4个按键，分别与P0.0、P0.1、P0.2、P0.3口相连。因P0口无内置电阻，故P0口当做一般的I/O口用时，需外接10KΩ的上拉电阻，才能输出高电平。具体接线如图1-5示。图1-5按键电路145、报警电路报警电路实现的是到整点、半点及设定的闹钟时间时报警，产生“滴滴”声。用555定时器组成单稳态电路，将输出的变化的电压转换成一个一定宽度的正脉冲，输出驱动蜂鸣器发音。电路图如图1-6所示。图1-6蜂鸣报警电路15二、系统原理图系统原理图如下图1-7所示。图1-7系统原理图16第2章系统软件设计•一、仿真软件软件仿真采用Proteus软件，Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是由英国Labcenter公司开发的，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它是一种可视化的支持多种型号单片机（如51、PIC、AVR、Motorolahcll等），并且支持与当前流行的单片机开发环境（Keil、MPLAB、IAR）连接调试的软硬件仿真系统。17本系统的软件仿真是用KeiluVision和Proteus两个软件共同实现的。在Keil集成开发环境下使用工程的方法来管理文件，而不是单一文件的模式，所有的文件包括源程序（如C程序、汇编程序）、头文件等都可以放在工程项目文件里统一管理。将C语言程序在Keil中编译好生成“.hex”文件，然后再加载到用Proteus软件画好的原理图中，便可以实现仿真。18•二、程序设计1.主程序设计图2-1主程序流程图主程序流程图如图2-1所示。系统在上电后，首先需要进行初始化，完成后应显示设定的日期、时间等初始值。其次，应该扫描键盘子程序，确定键盘是否有操作，若有操作，则19进入对应的子程序执行命令，执行结束后返回主程序，刷新日期、时间、星期等显示，正常走时，遇到半点、整点进行中断报时，若定有闹钟，则走时至所设定的时间时进行中断报警。2.子程序算法介绍①按键部分整个流程图，如下图2-2所示。2021图2-2按键流程图22②公农历转换图2-3公农历转换流程图23③星期转换根据所知的年月日信息来计算星期。流程图见图2-4.图2-4星期转换流程图24④闰年判断流程图如图2-5所示。图2-5闰年判断流程图25根据流程图，在keil中编写C程序，因为DS1302的数据形式为BCD码，所以程序中所有的字符全部用BCD码形式表示。因此，在程序的编写过程中需注意计算时数据进制形式的转换，并在编写过程中定义芯片管脚的分配。编写好后，编译无误后生成目标文件，软件编写便完成了。26第3章系统仿真测试在画好的原理图中加载入编译好的程序，点击运行按钮，万年历开始正常走时，如图3-1示。图3-1正常走时图3-2模式选择图3-3时间设置界面图3-4闹钟设置界面27系统上电后，能够正常运行，在界面上可以看到公农历日期和当前时间，星期以及当前年是否是闰年且整点、半点能够达到预设的语音报时20秒，若设置闹钟，则到预定时间报警1分钟。28总结经过多次的反复测试与分析，克服了重重困难，最终实现了预想的效果，但是感觉还是不够好。蜂鸣器部分信号处理过程还是比较简单粗糙的，由于所学的东西有限，有些想法目前还不能实现，在以后的学习过程中我会努力做到的。这次的设计经历，让我对电子万年历电路的原理及功能更加熟悉，同时提高了设计能力与及对电路的分析能力；学会了运用Proteus仿真软件；在软件的编程方面得到更大的提高,并对模块化的C程序编程得到加强，而且将之前所学的知识在设计过程中得到很大的提高与巩固。29谢谢各位老师！