電子檯曆製作方案設計
隨著當今世界經濟的快速發展和資訊化時代的來臨，各種各樣的小型智慧家電產品陸續出現在我們的生活當中。日曆是人們不可或缺的日常用品。但一般日曆都為紙製用品，使用不便，壽命不長。電子萬年曆採用智慧電子控制和顯示技術，改善了紙製日曆的缺陷。以下是小編整理的電子檯曆製作方案設計，歡迎閱讀！
本設計以AT89S52微控制器為核心，構成微控制器控制電路，AT89C52是一種帶8K位元組閃速可程式設計可擦除只讀儲存器（PEROM）的低電壓、高效能CMOS 8位為控制器。該器件採用ATMEL 非易失儲存器製造技術製造，與工業標準的80C51和 80C52指令集和輸出管腳相相容。結合DS1302時鐘晶片和24C02 FLASH儲存器，完成時間的自動調整和掉電保護，全部資訊用液晶顯示。時間、日期調整由三個按鍵來實現，並可對鬧鈴開關進行設定。日曆能顯示陽曆和陰曆年、月、日以及星期、時、分、秒。在顯示陰曆月份時，能標明是否閏月。
關鍵詞：電子萬年曆；微控制器；時鐘晶片；FLASH儲存器；液晶顯示
1 引言
隨著科技的不斷進步和發展，微控制器的使用已經滲透到我們日常生活當中的各個領域，幾乎很難找到有哪個領域沒有使用微控制器的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網路通訊與資料傳輸，工業自動化過程的實時控制和資料處理，廣泛使用的各種智慧IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄影機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開微控制器。更不用說自動控制領域的機器人、智慧儀表、醫療器械了。
本文設計的電子萬年曆屬於小型智慧家用電子產品。利用微控制器進行控制，實時時鐘晶片進行記時，外加掉電儲存電路和顯示電路，可實現時間的調整和顯示。電子萬年曆既可廣泛應用於家庭,也可應用於銀行、郵電、賓館、飯店、醫院、學校、企業、商店等相關行業的大廳，以及單位會議室、門衛等場所。因而，此設計具有相當重要的現實意義和實用價值。
1.2方案選擇
由於現在市面上的電子萬年曆的種類比較多，因此到底選擇什麼樣的方案在設計中是至關重要的。正確地選擇方案就可以使產品更加人性化，並且可以減小開發的難度，縮短開發的週期，降低產品的成本等等，因此就會被人們普遍接受，並且能夠更快地將產品推向市場實現其自身的價值。下面我們就擬訂了兩種方案，希望能夠選擇一種價效比高的方案。
1.2.1 方案1——基於AT89S52微控制器的電子萬年曆設計
不使用時鐘晶片，而直接用AT89S52微控制器來實現電子萬年曆設計。AT89S52是一種帶8K位元組閃爍可程式設計可擦除只讀儲存器的低電壓，高效能CMOS 8位微處理器，俗稱微控制器。微控制器的可擦除只讀儲存器可以反覆擦寫1000餘次。由於將多功能8位CPU和閃爍儲存器組合在單個晶片中，ATMEL的AT89S52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。
若採用微控制器計時，利用它的一個16位定時器/計數器每50ms產生一箇中斷訊號，中斷20次後產生一個秒訊號，然後根據時間進位制關係依次向分、時、日、星期、月、年進位。這樣就實現了直接用微控制器來實現電子萬年曆設計。
用微控制器來實現電子萬年曆設計，無須外接其他晶片，充分利用了微控制器的資源。但是精度不夠高，誤差較大，掉電後丟失所有資料，軟體程式設計較複雜。
2.2 方案2——基於AT89S52微控制器和DS1302的電子萬年曆設計
在以微控制器為核心構成的裝置中，經常需要一個實時的時鐘和日曆，以便對一些實時發生事件記錄時給予時標，實時時鐘晶片便可起到這一作用。過去多用並行介面的時鐘晶片，如 MC146818,DS12887 等。它們已能完全滿足微控制器系統對實時時鐘的要求，但是這些晶片與微控制器介面複雜、佔用地址, 資料匯流排接線多、晶片體積大佔用空間多、近年來序列介面的各種晶片在微控制器系統中應用愈來愈多，序列介面的實時時鐘晶片也出現了不少，DS1302 是一個綜合性能較好且價格便宜的序列介面實時時鐘晶片。採用它作為記錄測控系統中的資料記錄，其軟硬體設計簡單，時間記錄準確，既避免了連續記錄的大工作量，又避免了定時記錄的盲目性，給連續長時間的測量、控制系統的正常執行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應用於長時間連續的測控系統中。在測量控制系統中，特別是長時間無人職守的測控系統中，經常需要記錄某些具有特殊意義的資料及其出現的時間。傳統的'資料記錄方式是隔時取樣或定時取樣，沒有具體的時間記錄，因此只能記錄資料而無法準確記錄其出現的時間；若採用微控制器計時，一方面需要採用計數器，佔用硬體資源，另一方面需要設定中斷、查詢等，同樣耗費微控制器的資源，而且某些測控系統可能不允許。而在系統中採用DS1302則能很好地解決這個問題
利用微控制器進行控制，採用 DS1302 作為實時時鐘晶片，其三線介面 SCLK、I/O、
RST與微控制器進行同步通訊，外加掉電儲存電路、顯示電路、鍵盤電路和鬧鈴電路，即構成一個基本的電子萬年曆系統，若還要新增其他功能，在這基礎上外擴電路即可。
由於在系統設計時，需要考慮以下幾點因素：功耗低、精確度高、軟體程式設計較簡單，製作過程簡便，晶片的體積小、便於攜帶，晶片成本低等，而 DS1302 晶片有上面所述的諸多優點，所以本設計採用方案2——基於 DS1302 的電子萬年曆設計。
2 系統概述
本設計以AT89S52微控制器為核心，構成微控制器控制電路，結合DS1302時鐘晶片和24C02 FLASH儲存器，顯示陽曆的年、月、日、星期、時、分、秒和陰曆的年、月、日，在顯示陰曆時間時，能標明是否閏月，同時完成對它們的自動調整和掉電保護，全部資訊用液晶顯示出來。輸入介面由三個按鍵來實現，用這三個按鍵可以對日期和時間進行調整，並可以對鬧鈴的開關和鬧鈴的時間進行設定。鬧鈴功能透過蜂鳴器來實現。軟體控制程式實現所有的功能。整機電路使用+5V穩壓電源，可穩定工作。系統框圖如圖2-1所示，其軟硬體設計簡單，時間記錄準確，可廣泛應用於長時間連續顯示的系統中。
3系統硬體電路的設計，按照系統設計功能的要求，初步確定設計系統由主控模組、時鐘模組、儲存模組、鍵盤介面模組、顯示模組和鬧鈴模組，AT24C02儲存電路圖3-1電子萬年曆電路系統構成框圖，AT89S52是一個低功耗,高效能CMOS8位微控制器,片內含8kBytesISP，3系統硬體電路的設計按照系統設計功能的要求，初步確定設計系統由主控模組、時鐘模組、儲存模組、鍵盤介面模組、顯示模組和鬧鈴模組。
3 系統硬體電路的設計
按照系統設計功能的要求，初步確定設計系統由主控模組、時鐘模組、儲存模組、鍵盤介面模組、顯示模組和鬧鈴模組共6個模組組成，電路系統構成框圖如圖3-1所示。主控晶片使用52系列AT89S52微控制器，時鐘晶片使用美國DALLAS公司推出的一種高效能、低功耗、帶RAM的實時時鐘晶片DS1302，儲存模組採用美國ATMEL公司生產的低功耗CMOS序列EEPROM儲存晶片AT24C02。DS1302作為主要計時晶片，可以做到計時準確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的後備 （2.5～5.5V電源，在2.5V時耗電小於300nA）下繼續計時，並可程式設計選擇多種充電電流來對後備電源進行慢速充電，可以保證後備電源基本不耗電。
3.1 系統核心部分——微控制器 AT89S52
AT89S52是一個低功耗,高效能CMOS 8位微控制器,片內含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反覆擦寫1000次的Flash只讀程式儲存器,器件採用ATMEL公司的高密度、非易失性儲存技術製造,相容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構,晶片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash儲存單元,功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。
3.1.1 AT89S52具有下列主要效能
·8KB可改程式設計序Flash儲存器（可經受1000次的寫入/擦除週期） ·全靜態工作：0Hz～24MHz ·三級程式儲存器保密 ·128×8位元組內部RAM
·32條可程式設計I/O線 ·2個16位定時器/計數器 ·6箇中斷源 ·可程式設計序列通道 ·片內時鐘振盪器
3.1.2 AT89S52的引腳及功能
AT89S52微控制器的管腳說明如圖3-2所示。
圖3-2 AT89S52的管腳
(1) 主要電源引腳 ①VCC 電源端 ②GND 接地端
(2) 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2
①XTAL1 接外部晶體的一個引腳。在微控制器內部，它是構成片內振盪器的反相放大器的輸入端。當採用外部振盪器時，該引腳接收振盪器的訊號，既把此訊號直接接到內部時發生器的輸入端。
②XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在微控制器內部，它是上述振盪器的反相放大器的輸出端。採用外部振盪器時，此引腳應懸浮不連線。
(3) EA控制或與其它電源複用引腳RST、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP
①RST復位輸入端。當振盪器執行時，在該引腳上出現兩個機器週期的高電平將使微控制器復位。
②ALE/PROG當訪問外部儲存器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用於鎖存地址的低位位元組。即使不訪問外部儲存器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振盪器頻率的1/6）週期性地出現正脈衝訊號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用於定時目的。然而要注意的是：每當訪問外部資料儲存器時，將跳過一個ALE脈衝。在對Flash儲存器程式設計期間，該引腳還用於輸入程式設計脈衝（PROG）[6]。
③PSEN 程式儲存允許（PSEN）輸出是外部程式儲存器的讀選通訊號。當AT89S52/LV52由外部程式儲存器取指令（或常數）時，每個機器週期兩次PSEN有效（既輸出2個脈衝）。但在此期間內，每當訪問外部資料儲存器時，這兩次有效的PSEN訊號將不出現。
④EA/VPP 外部訪問允許端。要使CPU只訪問外部程式儲存器（地址為0000H～FFFFH），則EA端必須保持低電平（接到GND端）。當EA端保持高電平（接VSS端）時，CPU則執行內部程式儲存器中的程式。
(4) 輸入/輸出引腳 P0.0～ P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～ P2.7 和P3.0～P3.7 ①P0埠（P0.0～ P0.7） P0是一個8位漏極開路型雙向I/O埠。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動8個TTL輸入，對埠寫1時，又可作高阻抗輸入端用。
②P1埠（P1.0～ P1.7） P1是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O埠。P1的輸出緩衝器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對埠寫1時，透過內部的上拉電阻把埠拉到高電位，這時可用作輸入口。作輸入口時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部訊號拉低的引腳會輸出一個電流。
③P2埠 （P2.0～P2.7） P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O埠。P2的輸出緩衝器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對埠寫1時，透過內部的上拉電阻把埠拉到高電位，這時可用作輸入口。P2作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部訊號拉低的引腳會輸出一個電流。
④P3埠（P3.0～P3.7） P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”後，它們被內部上拉為高電平，並用作輸入。作為輸入，由於外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由於上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能，這些特殊功能見表3-1。