电子万年历的设计和制作

孙伟

摘要：本设计主要是利用单片机将时钟芯片DS12C887里的时钟信息读出并通过七段数码管来显示时间。该设计电路具有结构简单、性能稳定、调试方便、成本低廉等特点，适合大多数单片机爱好者学习与制作。

关键词：单片机；万年历；时钟芯片；七段数码管

一、引言

电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是单片机设计中一个很常用的题目。它具有很好的开放性和可发挥性。本课题的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块软件程序的编写；软件系统的编写主要以单片机语言为基础，增加了程序的可读性和可移植性，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。系统最终通过LED数码管为载体显示数据，所以具有人性化的操作和美观的页面效果，可以显示时间、日期、星期。

二、硬件系统设计

1.系统功能分析

该系统具有数码显示年、月、日、时、分、秒的时间信息的功能，其时间信息可以任意的调整。这个系统所需要的制作成本低廉，制作简单，所需要的程序简单。该系统以单片机为核心，配合时钟芯片，利用译码器使时间数码显示。由于时钟芯片内部时间信息不一定准确，所以需要时间调整模块对时钟芯片内部的时间信息进行调整。

2.主要元件介绍

(1)、目前市场上的单片机，种类繁多，性能各异。所以，如何选择适合本系统的单片机就成为本设计首要解决的问题。通常，单片机的选择以性价比高、能够满足实际需要、常用等为标准。为此，本设计中的单片机选用AT89C52单片机。

（2）、DS12C887是美国DALLAS公司推出的RTC，是DS1287、DS12887的增强型品种，功能上相当于MC146818B的的改进型。DS12C887实时时钟芯片功能丰富，可以用来直接代替IBMPC上的时钟日历芯片DS12887，同时，它的管脚也和MC146818B、DS12887相兼容。由于DS12C887能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决“千年”问题；DS12C887中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10年之久；对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。在12小时制模式中，用AM和PM区分上午和下午；时间的表示方法也有两种，一种用二进制数表示，一种是用BCD码表示；DS12C887中带有128字节RAM，其中有11字节RAM用来存储时间信息，4字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，称为控制寄存器，113字节通用RAM使用户使用；此外用户还可对DS12C887进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。

DS12C887芯片采用的是24脚双列直插式封装，其引脚接口逻辑和内部操作方法与MC146818B基本一致，不同的是晶体振荡器、振荡电路、充电电路和可充电锂电池等封装成一个加厚的集成电路模块。DS12C887通电时会自动对电池充电，充足一次可运行半年之久，正常工作时间可保证时钟数据十年内不会丢失。DS12C887内部有专门的接口电路，使用时无需任何外围电路即可和计算机总线连接，是一个真正的全自动日历时钟单元电路模块。

三、软件系统设计

1.流程图设计

主程序流程图设计如图1所示，显示程序流程图如图2所示。

2.测试环境介绍

在初步完成系统的硬件电路设计与软件流程图及测试程序编写之后，要在特定的环境之下进行测试，以便确定设计是否正确，是否需要调整。那么测试环境我们选择使用WAVE6000环境。WAVE6000，中/英文界面可任选，用户源程序的大小不受任何限制，有丰富的窗口显示方式，多方位，动态地展示防真的各种过程，使用极为便利。防真器同时还可以直接工作于KeiluVision调试环境下，适应不同的用户操作习惯。

四、电路制作

1.用Protel99SE软件画出电路图，生成网络表文件，然后进行印制电路板的设计与制作。

2.在安装与调试之前，要准备起子、万用表、剪刀等必备工具，在调试电路时，对于软件采用程序单步调试的方法，将伟幅仿真器与单片机连接，同时连接相关电路，运行程序，一步一步检测程序和电路现象是否正确。

3.在焊接电路之前，先对照元器件清单检查元器件的数量、规格、型号是否一致，确认无误后，就可以开始焊接装配电路。焊接元器件时建议遵循先矮后高、先小后大、先里后外的原则。当所有元器件焊接完毕后，要仔细检查各个焊点是否牢固，不要存在虚焊、连焊等现象。(作者单位：江苏射阳人力资源和社会保障局)

参考文献：

[1]邹丽新，翁桂荣.《单片机微型计算机及接口技术》[J].苏州大学出版社，2002.4

[2]求是科技：《单片机典型模块设计实例导航》[J].北京人民邮电出版社，2004.5