基于AT89S52单片机的电子万年历设计与实现

李杨

摘 要：本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH存储器，显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒和阴历年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。人机接口由三个按键来实现，用这三个按键对时间、日期可调，并可对闹铃开关进行设置。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V稳压电源，可稳定工作。

关键词：AT89S52；DS1302；HD61202；HY12864

1 引言

在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有CPU控制器或者是单片机。本文设计的电子万年历属于小型智能家用电子产品。本设计基于AT89S52单片机、DS1302时钟芯片、24C02FLASH存储器和HY-12864液晶显示器等主要芯片，显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒和阴历年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。

2 系统总体设计

本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合DS1302时钟芯片和24C02FLASH存储器，显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒和阴历年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时完成对它们的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。人机接口由三个按键来实现，用这三个按键对时间、日期可调，并可对闹铃开关进行设置。

按照系统设计功能的要求，确定设计系统由主控模块、时钟模块、存储模块、键盘接口模块、显示模块和闹铃模块共6个模块组成。基于以上分析，系统设计框架如下所示。

3 系统硬件设计

根据系统设计的总体要求，本系统的硬件组成部分包括控制芯片，时钟电路，存储电路，键扫描电路，液晶显示，闹铃电路6个部分。

3.1 器件选择

考虑到体积、成本、市场等一系列因素，控制芯片最终选用STC89C52RC。其为增强型的8位8051单片机，有8KB的可反复擦写EEPROM和512字节的RAM，无需外扩，代码改写方便，满足系统软件设计要求；有内置“看门狗”电路，3个16位定时/计数器，4个外部中断，满足系统硬件设计要求。

时钟电路采用DS1302作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记录准确，可以免了连续记录的大工作量，也避免了定时记录的盲目性，给连续长时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来方便。

显示器部分是由HD61202液晶显示控制驱动器和HY12864液晶显示器组成的。HD61202液晶显示控制驱动器是一种带有驱动输出的图形液晶显示控制器，它可直接与8位微处理器相连，它可与HD61203配合对液晶屏进行行、列驱动；HY-12864是使用HD61202作为列驱动器，同时使用HD61203作为行驱动器的液晶模块。

3.2 系统原理图

4 系统软件设计

4.1 阳历程序的设计

因为使用了时钟芯片DS1302，陽历程序可以从DS1302各寄存器中读出年、周、月、日、[小]时、分、秒等数据，再处理即可。在首次对DS1302进行操作之前，必须进行初始化，然后从DS1302中读出数据，再经过处理，送给显示缓冲单元。阳历程序流程图见图3所示。

4.2 时间调整程序设计

调整时间用三个调整按钮，一个作为移位、控制用，一个作为加用，一个作为退出调整和闹铃开关用。分别定义为控制按钮、加按钮、退出按钮。在调整时间过程中，要调整的位与别的位应该有区别，所以增加了闪烁功能，即调整的位一直在闪烁，直到调整下一位。闪烁原理就是，让要调整的一位每隔一定的时间熄灭一次，例如间隔时间为50ms。利用定时器计时，当达到50ms溢出时，就送给该位熄灭符，在下一次溢出时，再送正常显示的值，不断交替，直到调整该位结束。此时送正常显示值给该位，再进入下一位调整闪烁程序。时间调整程序流程图如图4所示。

4.3 阴历阳历程序设计

阴历程序的实现是要靠阳历日期来推算的。推算方法是，根据阳历当前日期在一年中的天数来计算阴历日期。阳历一个月不是30天就是31天（2月除外，闰年2月为29天，平年2月为28天）。阴历一年有12个月或13个月（含闰月），一个月为30天或29天。如果把一个只有29天的月称为小月，用1为标志，把30天的月称为大月，用0为标志，那么12位二进制就能表示一年12个月的大小。如果有闰月，则把闰月的月份作为一个字节的高4位，低4位表示闰月大小，大月为0，小月为1，这样一个字节就包括了所有闰月的信息。阴历春节和阳历元旦相差的天数也用一个字节表示。总共用4字节就可以存储一年中任何一天阳历和阴历的对应关系的有关数据，例如2004年的阴历和阳历对应关系如图5所示。

2004年的春节和元旦差21天，这样2004年的信息表示为：21，42H，52H，21H。其中表示12个月大小信息的字节，第4位和第7位不用，第1个字节为十进制，其它的都为十六进制。按此方法，50年的阳历和阴历对应关系表总共使用200字节。图6为计算阳历中任何一天在该年中为第几天的程序流程图。

计算出阳历总天数后，就可以根据它来推算阴历日期。推算方法是，先用总天数减去春节和元旦的日差，如果结果为1，则该天正好是春节（因为春节在元旦之后，在计算春节和元旦的日差时，假设元旦为0天，春节为n天，则日差为n。而前面计算的阳历总天数是该天在该年中的第几天，是以元旦为1而得到的，与计算春节和元旦日差的这样方法相比，其数值少了1，所以要在原来本应该以0作为该天就是春节的依据的基础上加1，所以以1作为该天是春节的标志）；如果结果小于1，则阴历应该是阳历的前一年；如果结果大于1，说明阳历和阴历为同一年。再根据查表所得的该年的阴历的闰年和大小月的信息，就可以推算出该天的阴历日期了。图5-4为由总天数推算出阴历日期的程序流程图。

5 系统运行结果及评估

设计完成后，给系统上电，液晶显示屏显示结果如图8所示。

调节10K电位器R4可调整液晶显示屏的亮度。调整到合适亮度后，按控制按钮，光标会从阳历年位开始闪烁，进入设定调整状态。此时按加按钮，当前数字就可改变。按一次，数字加1；若长按，则数字连续加。此时，调整的位一直在闪烁，直到再次按光标移动控制位，光标跳到下一位闪烁。调整顺序依次为：阳历年、月、日，阴历年、月、日，時、分、秒，闹铃时、分。当全部参数调整完毕后，按退出按钮，光标停止闪烁，退出设定调整状态；当再次按下此按钮，闹铃显示“开”；当第三次按下此键，闹铃显示“关”。若当前月为闰月，则屏幕左下角会显示“闰月”；若不是闰月，则无显示。

调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。DS1302的硬件电路很简单，只通过3根线与单片机相连，很容易检测，主要是检查其引脚，如晶振和电源等是否接好。另外可以通过软件来调试硬件，如为了测试显示电路连接是否正确，可以编写一个简单的显示程序来测试它。接下来可进行软件调试，可以编写只含DS1302的计时和读写程序、显示程序，测试DS1302是否正常工作。最后调试时间调整程序和阴历推算程序。

6 结论

本设计硬件电路较简单，所用器件较少，电路中使用了AT89S52单片机、DS1302时钟芯片、24C02FLASH存储器和HY-12864液晶显示器等主要芯片，实现了预计功能。

在对芯片的管脚功能和用法有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、时钟电路、存储电路、键盘扫描电路、显示电路和闹铃电路。然后通过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒、星期、闰年和阴历的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示，并具有闹铃功能。

电子万年历可以正常显示时间并进行时间调整，完成了预期要实现的目标。可以作为以后家用或者商用的产品，有很好的应用前景。

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