適于學(xué)校使用的電子日歷設(shè)計(jì)

前市售的電子日歷品種較多，一般只能顯示時(shí)間信息，功能單一。筆者根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款適于學(xué)校使用的電子日歷，該電子日歷采用幾種新型芯片，利用單片機(jī)技術(shù)，做到了功能多、顯示全、成本低，并有掉電保持功能，非常適于學(xué)校各部門(mén)的使用，是傳統(tǒng)鐘表的升級(jí)換代產(chǎn)品。

1功能介紹

電子日歷面板如圖1所示。該電子日歷可顯示年、月、日、星期、時(shí)、分的時(shí)間信息以及溫度值。另外，還能顯示校歷周數(shù)，重大節(jié)慶日的倒計(jì)時(shí)天數(shù)。此功能是區(qū)別于其他電子日歷的特點(diǎn)所在。為設(shè)定初值，電子日歷設(shè)有三個(gè)按鍵，采用循環(huán)設(shè)定方式。過(guò)程如下：按設(shè)定鍵，首先進(jìn)入校歷周數(shù)初值設(shè)定，按增/減鍵，可選擇校歷周數(shù)的2位十進(jìn)制初值；再按設(shè)定鍵，進(jìn)入節(jié)慶日倒計(jì)時(shí)時(shí)間初值設(shè)定，可選擇3位十進(jìn)制初值；第三、四次按設(shè)定鍵，結(jié)合增/減鍵，分別用于設(shè)定節(jié)慶日2個(gè)漢字的顯示設(shè)定，如“校慶”、“評(píng)估”等；再按設(shè)定鍵，則調(diào)整表的時(shí)間顯示。全部設(shè)定過(guò)程完畢，進(jìn)入正常走時(shí)狀態(tài)。由于本系統(tǒng)有掉電保護(hù)功能，停電時(shí)，無(wú)顯示，但能正常走時(shí)和計(jì)數(shù)。來(lái)電時(shí)，正常顯示，不需重新設(shè)定初值，使用方便。

2硬件設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)電路

系統(tǒng)電路簡(jiǎn)圖如圖2所示。整個(gè)系統(tǒng)采用AT89C52作為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)處理，初值設(shè)定，顯示控制等。日歷芯片采用DS12C887，溫度傳感器芯片采用DS18B20。采用可編程接口芯片81C55擴(kuò)展接口，81C55的PA口用于輸出段碼，利用三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器74LS244增加驅(qū)動(dòng)能力，PB口低4位接4-16譯碼器CD4045，作為時(shí)間溫度顯示的位控信號(hào)，通過(guò)三極管控制LED顯示器的共陰極端。PB口的高4位同樣外接譯碼器，作為漢字顯示的位控信號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式。

2.2時(shí)鐘芯片

DS12C887是跨越2000年的時(shí)鐘芯片，他將晶體振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池等一起封裝在芯片的上方，組成一個(gè)加厚的集成電路模塊。電路通電時(shí)其充電電路便自動(dòng)對(duì)可充電電池充電，充足一次電可供芯片運(yùn)行半年，正常工作時(shí)可保證時(shí)鐘數(shù)據(jù)10年內(nèi)不會(huì)丟失。另外，他的114 B的非易失性靜態(tài)RAM可供用戶(hù)使用，可在主機(jī)掉電時(shí)保存一些重要的數(shù)據(jù)［1］。

在本系統(tǒng)中，將校歷周數(shù)、節(jié)慶日漢字代碼、天數(shù)等信息保存在其中，使本系統(tǒng)有掉電保持功能。使用此芯片首先要對(duì)其進(jìn)行初始化，為芯片內(nèi)部寄存器設(shè)立標(biāo)志位并賦初值，同時(shí)加載時(shí)鐘計(jì)數(shù)初值。初始化完成后，即可以從該芯片中讀取時(shí)間。該芯片的口地址為0BF00H~0BF09H，分別是DS12C887的年、月、日、星期以及時(shí)間等的時(shí)標(biāo)寄存器。通過(guò)相應(yīng)口地址將實(shí)時(shí)時(shí)間值讀出后，經(jīng)過(guò)處理得到段碼，存入相應(yīng)顯示緩沖單元，供顯示子程序調(diào)用，即實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘顯示功能。

2.3溫度轉(zhuǎn)換

DS18B20是單總線溫度傳感器，與單片機(jī)通信只要一根I/O線，因而使用方便［2］。

本系統(tǒng)利用P10口作為I/O口線直接讀取溫度值。這種方式比其他溫度傳感器省去了信號(hào)調(diào)理、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換等前向通道電路，使電路簡(jiǎn)化，編程容易；另外他采用低電壓供電，測(cè)溫范圍為-55～+125 ℃，在—10～+85 ℃范圍內(nèi)誤差為0.5 ℃，這些特點(diǎn)滿足在測(cè)量室溫方面的要求。

2.4漢字顯示原理

節(jié)慶日的每個(gè)漢字分別由4個(gè)8×8 LED點(diǎn)矩陣顯示器組成［3］，以“慶”為例，說(shuō)明其顯示原理：其點(diǎn)陣如圖3所示，根據(jù)點(diǎn)陣圖，每個(gè)漢字由16行16列點(diǎn)陣組成，將每列分成2個(gè)8位段碼，因而1個(gè)漢字由32個(gè)段碼組成，“慶”字的段碼如圖所示。顯示時(shí)，每列的2個(gè)段碼分2次送出，而對(duì)應(yīng)這2次掃描的同一列的位控信號(hào)不變，因而完成1個(gè)漢字的顯示需要32次掃描過(guò)程。編程時(shí)，將常用的漢字的段碼以表的形式存于ROM中，設(shè)定時(shí)用查表指令取出段碼，然后將段碼再存到DS12C887的RAM中，以實(shí)現(xiàn)斷電保持。

3軟件設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)可采用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言編程，主程序流程如圖4所示。在主程序中，主要實(shí)現(xiàn)初始化，按鍵處理，時(shí)間、溫度信息的采集和顯示段碼的形成以及漢字段碼的存取。當(dāng)日時(shí)標(biāo)變化時(shí)，應(yīng)將節(jié)慶日倒計(jì)時(shí)天數(shù)減1；星期時(shí)標(biāo)為星期一時(shí)，應(yīng)將校歷周數(shù)加1。當(dāng)有鍵按下時(shí)，進(jìn)入按鍵處理程序，分別設(shè)定校歷周數(shù)、節(jié)慶日的漢字、倒計(jì)時(shí)時(shí)間等。采用動(dòng)態(tài)顯示方式，即在T0定時(shí)中斷程序中，每次從顯示緩沖區(qū)中取出一個(gè)段碼由81C55的PA口送出，相應(yīng)位控碼由81C55的PB送出，輪流顯示。按鍵處理、T0定時(shí)中斷子程序流程圖從略。

4結(jié)語(yǔ)

本電子日歷技術(shù)新，成本低，適于產(chǎn)品化以及批量生產(chǎn)。另外，本系統(tǒng)也可以由學(xué)生開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際以及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可以由學(xué)生進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的功能，例如時(shí)鐘芯片DS12C887的鬧鐘功能，漢字顯示內(nèi)容的增加及定時(shí)顯示等。因而本系統(tǒng)也是相關(guān)課程或畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)很好的設(shè)計(jì)題目。

參考文獻(xiàn)
［1］楊振江，杜鐵軍，李群.流行單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002
［2］王建校，楊建國(guó)，寧改娣，等.C51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)［M］.成都：巴蜀書(shū)社，2002