1 引言

本文設(shè)計(jì)的電子萬(wàn)年歷屬于小型智能家用電子產(chǎn)品。 利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片進(jìn)行記時(shí)，外加掉電存儲(chǔ)電路和顯示電路，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和顯示。

2 系統(tǒng)概述

本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心，構(gòu)成單片機(jī)控制電路，結(jié)合DS1302時(shí)鐘芯片和24C02FLASH存儲(chǔ)器，顯示陽(yáng)歷年、月、日、星期、時(shí)、分、秒和陰歷年、月、日，在顯示陰歷時(shí)間時(shí)，能標(biāo)明是否閏月，同時(shí)完成對(duì)它們的自動(dòng)調(diào)整和掉電保護(hù)，全部信息用液晶顯示。 人機(jī)接口由三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)，用這三個(gè)按鍵對(duì)時(shí)間、日期可調(diào)，并可對(duì)鬧鈴開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。 軟件控制程序?qū)崿F(xiàn)所有的功能。 整機(jī)電路使用+5V穩(wěn)壓電源，可穩(wěn)定工作。 系統(tǒng)框圖如圖2-1所示，其軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，時(shí)間記錄準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)顯示的系統(tǒng)中。

（圖2-1 系統(tǒng)框圖）

3 方案選擇

由于電子萬(wàn)年歷的種類比較多，因此方案選擇在設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。 正確地選擇方案可以減小開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期，降低成本，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

3.1 方案1——基于AT89S52單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)

不使用時(shí)鐘芯片，而直接用AT89S52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)。 AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦寫1000余次。 由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的AT89S52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。
若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，利用它的一個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，中斷20次后產(chǎn)生一個(gè)秒信號(hào)，然后根據(jù)時(shí)間進(jìn)制關(guān)系依次向分、時(shí)、日、星期、月、年進(jìn)位。 這樣就實(shí)現(xiàn)了直接用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)。

用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)，無(wú)須外接其他芯片，充分利用了單片機(jī)的資源。 但是精度不夠高，誤差較大，掉電后丟失所有數(shù)據(jù)，軟件編程較復(fù)雜。

3.2 方案2——基于DS1302的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)

在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的裝置中，經(jīng)常需要一個(gè)實(shí)時(shí)的時(shí)鐘和日歷，以便對(duì)一些實(shí)時(shí)發(fā)生事件記錄時(shí)給予時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片便可起到這一作用。 過(guò)去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如MC146818,DS12887等。 它們已能完全滿足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜、占用地址, 數(shù)據(jù)總線接線多、芯片體積大占用空間多、近年來(lái)串行接口的各種芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用愈來(lái)愈多，串行接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也出現(xiàn)了不少，DS1302是一個(gè)綜合性能較好且價(jià)格便宜的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。
利用單片機(jī)進(jìn)行控制，采用DS1302作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，其三線接口SCLK、I/O、/RST與單片機(jī)進(jìn)行同步通信，外加掉電存儲(chǔ)電路、顯示電路、鍵盤電路，即構(gòu)成一個(gè)基本的電子萬(wàn)年歷系統(tǒng)，若還要添加其他功能，在這基礎(chǔ)上外擴(kuò)電路即可。

由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)因素：功耗低、精確度高、軟件編程較簡(jiǎn)單，芯片的體積小、芯片成本低等，而DS1302芯片有上面所述的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用方案2。

4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)

按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、鍵盤接口模塊、顯示模塊和鬧鈴模塊共6個(gè)模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖4-1所示。 主控芯片使用52系列AT89S52單片機(jī)，時(shí)鐘芯片使用美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302，存儲(chǔ)模塊采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗CMOS串行EEPROM存儲(chǔ)芯片AT24C02。 DS1302作為主要計(jì)時(shí)芯片，可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。 更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備 （2.5～5.5V電源，在2.5V時(shí)耗電小于300nA）下繼續(xù)計(jì)時(shí)，并可編程選擇多種充電電流來(lái)對(duì)后備電源進(jìn)行慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。

（圖4-1 電子萬(wàn)年歷電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖）