【正文】 .................................................................................................. 17 音樂鬧鈴功能設計 .................................................................................................. 17 仿真接口電路 ......................................................................................................... 18 第四章 系統(tǒng)軟件主要設計流程 ............................................................................................ 19 綜述 ................................................................................................................... 19 系統(tǒng)軟件主流程圖 .................................................................................................. 19 音樂鬧鈴程序 ......................................................................................................... 20 鍵盤程序 ................................................................................................................. 21 農(nóng)歷算法 ................................................................................................................. 22 農(nóng)歷算法的理論研究 ..................................................................................... 22 .......................................................................................... 23 第五章 系統(tǒng)測試 ................................................................................................................. 25 軟件仿真 ................................................................................................................. 25 實物仿真 ................................................................................................................ 25 測試過程 ........................................................................................................ 25 測試結果 ........................................................................................................ 26 結論 ..................................................................................................................................... 27 參考文獻 .............................................................................................................................. 28 致謝 ..................................................................................................................................... 29 附錄：設計原理圖 ................................................................................................................ 30 長春理工大學畢業(yè)設計 6 第一章 緒論 研究目的和意義 現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快， 使 電子時鐘成為人們生活必不可少的物品，廣泛應用于個人家庭及各種公共場所，給我們的學習，生活，娛樂帶來極大的方便。隨著技術的發(fā)展，人們不再滿足于鐘表原先簡單的報時功能，而追求更多更先進的功能，諸如日歷顯示，鬧鐘的應用，以帶來更大的方便， 而所有這些，又都是以數(shù)字化的電子鐘為基礎的。 萬年歷就是實現(xiàn)這些功能的數(shù)字化的電子時鐘 。研究萬年歷及其 擴展應用，可以方便人們了解農(nóng)歷的節(jié)日，節(jié)氣，其具有的附加功有著非?，F(xiàn)實的意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著電子科技的發(fā)展， 使得 萬年歷 也不斷改進 ， 最初 萬年歷的核心部件石英晶體振蕩器 己被 集成電路 取代， 數(shù)字集成技術的發(fā)展，雖然使得電子時鐘走時準確，穩(wěn)定性也很高 的 MOS 集成電路的電路相對復雜，功耗高，維護起來難，且斷電后調(diào)整時間極不易。 現(xiàn)在 單片機 ， DSP,FPGA 已取代集成芯片成為萬年歷核心， 現(xiàn)在國內(nèi)外市面上的很多先進的萬年歷都采用這幾種電路組成。它們可以通過編程很方便的而是先多種功能，同時以很小的體積和其它 產(chǎn)品相組合，功能更強大。 如 音樂旋律的整點報時和鬧鈴，且可根據(jù)個人喜好改編音樂的 萬年歷，紅外遙控萬年歷，帶人工語音的萬年歷，帶溫濕度測試的萬年歷，萬年歷筆筒 ，萬年歷相冊 等等，除了在功能方面不斷的增多外，在顯示設備上， 質(zhì)量體積更輕更小的 LCD 液晶顯示已逐步取代 LED,現(xiàn)在所研制的新型的具有漢顯功能的 LCD 不僅可以顯示基本的時間，年月日，還可以顯示各種節(jié)日和農(nóng)歷的節(jié)氣。 萬年歷的不斷更新，為我們生活帶來極大的方便。 本設計 研究的內(nèi)容 本設計就是以 AVR 單片機 Mega16 為核心 的萬年歷 ， 同時 加以鍵盤電路斷 電后長春理工大學畢業(yè)設計 7 能夠自由修改時間，并采用具有漢顯功能液晶顯示電路彌補了 LED 顯示的缺點，質(zhì)量更輕，體積更小， 電路更簡化， 減少輻射 。設計中重點研究了時鐘芯片精確計時的問題和公農(nóng)歷轉(zhuǎn)換的算法， 用時鐘芯片代替內(nèi)部時鐘，使得計時更準確。萬年歷設計中的難點就是公農(nóng)歷轉(zhuǎn)換，研究明白此問題，才能編出子程序，顯示出公歷日對應的農(nóng)歷日。 長春理工大學畢業(yè)設計 8 第 二 章 系統(tǒng) 整體 設計 方案 系統(tǒng)功能分析 本系統(tǒng)是基于 Mega16 的數(shù)字萬年歷設計。它除了能顯示基本的年月日外，還能顯示農(nóng)歷，同時具有音樂鬧鈴，整點報時和斷電后調(diào)整時間的功能。這些功 能由Mega16,時鐘，鍵盤和顯示共同作用下實現(xiàn)。 系統(tǒng)方案論證 時鐘模塊 方案一 ：基本門電路搭建 用基本門電路實現(xiàn)時鐘發(fā)生器，電路結構復雜，故障系數(shù)大，不易調(diào)試。 方案二：由單片機實現(xiàn)時鐘功能 單片機內(nèi)部具有定時器，可方便實現(xiàn)定時功能，通過計算可知，是定時器沒 25ms產(chǎn)生一次中斷，當產(chǎn)生 40 次中斷后秒單元將加一，以此類推，從而實現(xiàn)時，分，秒的走時，并加以顯示 .但由于系統(tǒng)晶振誤差，溫漂，中斷響應時間的不確定性及定時器重新裝載時間常數(shù)所帶來的誤差，決定它不能用來作為時鐘的時基中斷 。 方案三 ：專用時鐘芯片 目前市場上已有很多實時時鐘芯片。 等，芯片內(nèi)部集成了時鐘 /日歷功能，給時鐘系統(tǒng)設計帶來很多方便。因此計時功能宜選用選用專用時鐘芯片為宜， 時鐘模塊采用方案三來實現(xiàn) 鍵盤模塊 方案一：采用獨立按鍵電路 每個按鍵單獨占用一根 I/O 接口線，每個 I/O 口的工作狀態(tài)互不影響 ，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。但是當按鍵較多時占用單片機的 I/O 口數(shù)目。 長春理工大學畢業(yè)設計 9 方案二：采用陣列式鍵盤 此類鍵盤是采用行列掃描方式，當按鍵較多時可以降低占用單 片機的 I/O 的 I/O數(shù)目。 本設計中按鍵為八個，需接口多，采用 2*4 行列式鍵盤 顯示模塊 方案 一：使用多個數(shù)碼管顯示 LED 數(shù)碼管式利用二極管發(fā)光顯示數(shù)字和字母，具有亮度大，接口設計比較容易，價格相對便宜等優(yōu)點。但是由于它工作電流較大。不能顯示漢字，顯示信息量有限，若在此題目中應用就會受到很大限制。 方案二：采用液晶顯示 液晶 特 別是具有漢字顯示功能的液晶顯示器，來實現(xiàn)顯示功能，不僅可以實現(xiàn)基本的顯示信息，而且可以顯示豐富的 符號指示信息以及文字指示信息，信息靈豐富且直觀易懂。而且液晶顯示有功耗低， 體積小，重量輕，壽命長，不產(chǎn)生電磁輻射等優(yōu)點。 系統(tǒng)采用方案二，設計選用 LCD1602 長春理工大學畢業(yè)設計 10 第 三 章 系統(tǒng) 硬件 設 計 本系統(tǒng)以 Mega16 為核心部件，使用串行時鐘芯片 DS1302，實現(xiàn)時間和鬧鐘的設置功能。通過鍵盤和液晶 LCD1602 提示可方便地校對時鐘和設置鬧鐘時間，且斷電后可實現(xiàn)自由調(diào)整時間，同時具有音樂播放和鬧鈴的的功能， 系統(tǒng)的整體框圖如圖 所示。 單片機MEGA16時 鐘 芯 片 D S 1 3 0 2按 鍵 電 路音 樂 鬧 鈴 電 路L C D 1 6 0 2J T A G J I E 接 口 數(shù)字萬年歷的硬件結構圖 下面介紹 下本文涉及到的幾個部分： Mega16 單片機電路設計 Mega16 的 介紹 Mega16是 ATMEL公司的 一款高性能、低功耗得 8 位 AVR微處理器， 使用先進得 RISC 結構， 大多數(shù)指令 的 執(zhí)行時間為單個時鐘周期， 所以運算速度更快 !兩個具有獨立預分頻器和比較器功能 的 8 位定時器 / 計數(shù)器；一個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能得 16 位定時器 / 計數(shù)器；具有獨立振蕩器得 實時計數(shù)器 RTC； 四通道 PWM； 8路 10 位 ADC8 個單端通道 ， TQFP 封裝的 7 個差分通道 ， 可編程得 串行 USART 接口；可工作于主機 / 從機模式得 SPI串行接口；面向字節(jié)得 兩線串行接口；具有獨立片內(nèi)振蕩器得 可編程看門狗定時器；片內(nèi)模擬比較器； 其具有 的 下面特點無論從編程、自編程和加密等方面都給用戶提供了很大得方便 !4k字節(jié) 的 系統(tǒng)內(nèi)可擦寫 10 * 000 次 的 可編程 Flash；具有獨立鎖定位 的 可選 Boot 代碼區(qū)， 通過片上 BOOT程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程； 512字節(jié) 的 擦寫 100 * 000 次 的長春理工大學畢業(yè)設計 11 EEPROOM； 1K字節(jié) 的 片內(nèi) SRAM， 可以對鎖定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序 的 加密 ! 具有以下特 點： ? 先進的 RISC 結構 – 131 條指令 – 32 個 8 位通用工作寄存器 – 全靜態(tài)工作 – 工作于 16 MHz 時性能高達