基于单片机的数字日历的设计与实现文献综述

专业文献综述专业文献综述 题 目:基于单片机的数字日历的设计与实现 综述 姓 名: 专 业:电子信息科学与技术 班 级: 学 号: 指导教师: 职称: 讲师 2013 年 12 月 20 日 基于单片机的数字日历的设计与实现综述 作者： 指导教师： 摘要：单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导 航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业 自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、 电子宠物等，这些都离不开单片机。单片机是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数 和多种接口于一体的微控制器,它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产 业和工业自动化上。 数字日历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行，它可以 对年、月、日、时、分、秒进行计时等很多种功能。通过利用单片机和 LCD 显 示器、键盘等软件设计、硬件电路设计，仿真并实现一个数字日历,使数字日历 具备显示年月日时分秒，调整日期、时间，提示等功能。 关键词：单片机、 数字日历 、LCD 、硬件电路 、设计 Based on SCM digital calendar design and implementation Name: Advice Teacher： Abstract：SCM application technology develop rapidly, looking around us now in al l spheres of life, from missiles, navigation equipment, to the various instruments on the aircraft control from a computer network communications and data transmission, industrial automation to real-time process control and data processing, and our lives extensive use of the smart card, electronic pets, which is inseparable from the microcontroller. Monolithic single-chip is the set of CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of interface integrated microcontrolle- rs. Its small size, low cost, high performance, which are widely used in smart industrie s, and industrial automation. Digital calendar day time is a very wide range of tools, increasingly popular in modern society. It can be year, month, day,Sunday，hours, minutes, seconds for time, and other kinds of function.In thispaper through the use of MCU and L CD, digital tube, keyboard module design, software design, hardware circuit d esign, simulation and implementation of a digital calendar. make digital calenda r displayyear, month, day,Sunday, hours, minutes, seconds have to adjust the date, time,tips and other features Key words: SCM 、digital calendar 、LCD 、hardware circuit 、design 1 前言 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，随着社会、科技的发展，人类得知时间，从观太阳、 摆钟到现在电子钟，不断研究、创新。为了在观测时间的同时，能够了解其它 与人类密切相关的信息，比如温度、星期、日期等，数字日历诞生了，它集时 间、日期、星期和温度功能于一身，具有读取方便、显示直观、功能多样、电 路简洁等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势。伴随着电子技术的迅速发 展，特别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。数字日 历的出现给人们的生活带来的诸多方便，作为一种附加功能，现在越来越广泛 的被应用于各种电子产品中，具有广阔的市场前景。 2 2 正文 2.1 数字日历的研究背景 为了描述时间，许多计时仪器就此诞生。从古代的圭表、水漏，漏水水转 浑天仪，到后来的机械钟表以及当今的电子钟，都充分显现出了人们对计时仪 器的不断改进和创新。随着电子技术产业结构调整，生产工艺的飞速发展，人 们生活水平的不断提高，高精度、多功能、小体积、低功耗是现代时钟发展的 趋势。数字日历采用数字电路实现对时间显示的计时装置，广泛用于个人家庭， 车站，码头，办公室等公共场所，成为人们生活必不可少的必需品。 二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的 时代扮演着极为重要的角色。数字日历的开发与研究在信息化时代的今天亦是 当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教 学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。诸如自动报警、 按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、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，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因 此，研究数字日历及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2.2 单片机的简介 单片机是一种集成电路芯片是采用技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计数 器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在 单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，硬件特征取决于单片机芯 片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功 能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和 电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指 令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据 处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。要利用某型号单片 机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系 统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化。例如通信产品、家用电器、 智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。 2.3 单片机的选用与数字日历中的应用 本电路以单片机为控制核心，由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定 的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。 一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O 口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗 干扰性、保密性，除了以上的一些的还有一些最基本的比如：中断源的数量和 优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、 有无上电复位功能等。基于以上因素选用单片机 AT89S52 作为核心元件，具有 在线编程功能，低功耗，能在 3V 超低压工作。 其次用 DS1302 从单片机中读取数据进行计数，时钟电路由 DS1302 提供， 它是一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、 时、分、秒进行计时，工作电压为 2.5V5.5V。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。可产生年、月、周、日、 时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保 存功能。 然后是利用非编码键盘进行时间的调整，键盘在单片机系统中是一个很重 要的部件。为了输入数据、查询和控制系统的工作状态，都要用到键盘，键盘 是人工干预计算机的主要手段。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其他工 作由软件完成，这种键盘键数较少，硬件简单，一般在单片机应用系统中广泛 使用。显示部分由 LED 数码显示器来实现。 2.4 数字日历的编程环境 PROTEUS 伴随着计算机软件和硬件技术的飞速发展，在各个领域都出现了各种仿真 系统，为各种实际系统的开发提供了准确可靠的保证，同时节约了大量的人力 和物力。仿真技术的出现与发展是科技发展的必然结果，是现代科技的关键技 术之一，并逐渐成为科技人员的必备技术。Proteus 是在这种形势下应运而生 并迅速发展的仿真系统。Proteus 是模拟电路、数字电路、模数混合电路的 设计与仿真平台；更是单片机系统先进的设计与仿真平台。它真正实现了在计 算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、 系统测试与功能验证到形成 PCB 的完整的设计与仿真过程。 基于 Proteus 的单片机虚拟开发环境有效的将理论与实验联系起来，在这 个开发环境里面可以很好地将演示、硬件电路设计和软件设计结合起来，在教 学和具体的工程项目中应用这个开发环境不但有助于提高效率，而且可以降低 开发成本和风险。目前在电子技术、机械设计制造以及软件开发等领域都趋向 与采用虚拟仿真开发环境，虚拟环境的采用一方面有助于项目的并行开发提高 产品开发周期，可以提前进行一些传统开发步骤中的后期工作；另一方面虚拟 开发环境可以展现产品的雏形，将实验品的一些实际问题暴露在虚拟设计阶段。 因此这里阐述的虚拟开发环境可以很好地适应将来的科研和产品开发需要，培 养开发人员的虚拟开发意识对于企业和社会来说都是一笔重要的知识财富。 2.5数字日历的原理 选用单片机 AT89S52 作为核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口，及其控制的准确性，实现基本的数字日历功能。在单片机的外围电 路外接输入键盘用于时间的输入和一些功能的控制，再接入 DS1302时钟电路从 单片机中读取数据进行计数，外接 LED 数码显示器用于显示作用，其原理图如 图1所示： LCD 显示模块键盘输入模块 DS1302 时钟模块电源模块 AT89S52 主控制模 块 图图 1 2.6 数字日历的特点 本系统有单片机系统，矩阵键盘，时钟电路 DS1302,LCD 显示组成。系统能 完成显示年月日时分秒，调整日期、时间，提示等功能，如果稍加改正，也可 以具有定时提示的功能。数字日历具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产 品化，以及方便、实用等特点。适用于家庭、公司、机关等众多场所，为人们 的日常生活、出行安排提供了方便，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。 3 3 结束语 当今社会，应用单片机的产品已经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足迹。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛， 如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，这些都离不开单 片机。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 的工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。 基于单片机的数字日历能充分利用了 52 系统单片机软、发挥其各种便捷的 优点，使其成为社会各个领域不可缺的商品。数字日历的设计围绕单片机，从 电路图绘制，PCB 板设计，硬件焊接，程序设计，仿真到各项功能实现，目的 在于让学生将课堂上学来的理论知识与实践相结合，提高对单片机的认识，学 习专业软件的操作，熟悉制作过程，掌握一门技能，加强了专业知识的掌握。 4 4 参考文献 1胡汉才.单片机原理与接口技术M清华大学出版社，2004 2沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析.北京航空航天大学出版社,2003. 3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,2007. 4楼然苗，李光飞51 系列单片机设计实例M北京航空航天大学出版社，2003. 5张培仁.基于汇编语言编程 MCS-51 单片机原理与应用.清华大学出版社，2003. 6周景润.PROTEUS 入门实用教程.机械工业出版社，2007. 7李建忠.单片机原理及应用.西安电子科技大学出