CN209895681U - 一种基于单片机的多功能电子万年历 - Google Patents

Abstract

一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块、按键模块，单片机模块分别与显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接，能够同时实现年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息的显示，还可以实现系统掉电后保存数据的功能。

Description

一种基于单片机的多功能电子万年历

技术领域

本实用新型涉及多功能电子万年历技术领域，特别是涉及一种基于单片机的多功能电子万年历。

背景技术

在历史记载中，外国人以耶稣诞生之年为起始年，制订了公历来计算日期，用摆钟的方式来计量时间。我国以古人观测天象为缘由，制订了农历来计算日期，用水滴漏壶的方式来计量时间。不管是哪一种计量方式都是古代先人智慧的结晶。

万年历是我国古代传说中最古老的一部太阳历。为纪念历法编撰者万年功绩而得来。现今使用的万年历，实际上是用于记录一定时间范围内的具体阳历或阴历日期的年历，方便查询使用，与原始历法并无直接联系。

而随着科技的快速发展，人类逐步进入智能时代，各种智能机器层出不穷。社会的快速发展需要更加精准且直观的方式来把握时间和温度的变化。比如股市，一秒钟之内甚至可以产生上千万的财富；比如企业，每一个阶段性的计划都离不开日期上的规划；比如医院，每一个病人的体温测量离不开温度计。从笨重的水滴计时到巨大的摆钟，再到精美的电子时钟。智能时代的快速发展使得人们越来越追求简单化、直观化的生活方式。但是，传统的电子时钟针对于直观的显示时间、日期、温度、闹钟提醒和保存数据等功能还存在一定的缺陷。

因此，针对现有技术不足，提供一种基于单片机的多功能电子万年历以克服现有技术不足甚为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于单片机的多功能电子万年历，能够同时显示时间、日期、温度、闹钟提醒和掉电保存数据的功能，具有直观性和方便性的特点。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现。

提供一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，单片机模块分别与显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接。

优选的，单片机模块设置有芯片U1、晶振电路和复位电路。

优选的，芯片U1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚和28脚分别与显示模块连接，芯片U1的17脚与温度采集模块连接，芯片U1的6脚、7脚和8脚分别与时钟模块连接，芯片U1的13脚与蜂鸣器模块连接，芯片U1的14脚、15脚和16脚分别与按键模块连接，芯片U1的18脚和19脚分别与晶振电路连接，芯片U1的9脚与复位电路连接。

优选的，上述晶振电路设置有电容C1、电容C2以及晶振X1，电容C1的一端和电容C2的一端接地，电容C1的另一端和晶振X1的一端分别与芯片U1的19脚连接，电容C2的另一端和晶振X1的另一端分别与芯片U1的18脚连接

优选的,复位电路设置有电阻R3、开关K0和耦合电容C3，电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端、开关K0的一端和耦合电容C3的负极分别与芯片U1的9脚连接，耦合电容C3的正极和开关K0的另一端分别与电源输入端VCC连接。

优选的，显示模块设置有液晶显示屏LCD1和电阻R1，液晶显示屏LCD1的1脚与芯片U1的4脚连接，液晶显示屏LCD1的2脚与芯片U1的5脚连接，液晶显示屏LCD1的3脚接地，液晶显示屏LCD1的4脚和17脚与电源输入端VCC连接，液晶显示屏LCD1的6脚与芯片U1的1脚连接，液晶显示屏LCD1的7脚与芯片U1的2脚连接，液晶显示屏LCD1的8脚与芯片U1的3脚连接，液晶显示屏LCD1的9脚与芯片U1的21脚连接，液晶显示屏LCD1的10脚与芯片U1的22脚连接，液晶显示屏LCD1的11脚与芯片U1的23脚连接，液晶显示屏LCD1的12脚与芯片U1的24脚连接，液晶显示屏LCD1的13脚与芯片U1的25脚连接，液晶显示屏LCD1的14脚与芯片U1的26脚连接，液晶显示屏LCD1的15脚与芯片U1的27脚连接，液晶显示屏LCD1的16脚与芯片U1的28脚连接，液晶显示屏LCD1的18脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地。

优选的，温度采集模块设置有温度传感器U0和电阻R4，温度传感器U0的1脚接地，温度传感器U0的2脚和电阻R4的一端分别与芯片U1的17脚连接，电阻R4的另一端和温度传感器U0的3脚分别与电源输入端VCC连接。

优选的，时钟模块设置有时钟芯片U2和晶振X2，时钟芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，时钟芯片U2的2脚与晶振X2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与晶振X2的另一端连接，时钟芯片U2的5脚与芯片U1的8脚连接，时钟芯片U2的6脚与芯片U1的7脚连接，时钟芯片U2的7脚与芯片U1的6脚连接，时钟芯片U2的8脚与外部干电池的正极连接，外部干电池的负极接地。

优选的，蜂鸣器模块设置有蜂鸣器LS1、型号为PNP型的三极管Q1和电阻R2，蜂鸣器LS1的一端与电源输入端VCC连接，蜂鸣器LS1的另一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极与电阻R2的一端连接，三极管Q1的集电极接地，电阻R2的另一端与芯片U1的13脚连接。

优选的，按键模块设置有按键K1、按键K2和按键K3，按键K1、按键K2和按键K3的一端接地，按键K1的另一端与芯片U1的14脚连接，按键K2的另一端与芯片U1的15脚连接，按键K3的另一端与芯片U1的16脚连接。

优选的，上述芯片U1的型号为STC89C52，液晶显示屏LCD1的型号为AMPIRE128X64，温度传感器U0的型号为DS18B20，时钟芯片U2的型号为DS1302。

优选的，电容C1和电容C2的电容量都为22皮法，耦合电容C3的电容量为1微法，晶振X1和晶振X2的频率都为12兆赫兹，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的电阻值都为10千欧。

本实用新型的一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，单片机模块分别与显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接，能够同时实现年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息的显示，还可以实现系统掉电后保存数据的功能，具有直观方便的特点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的系统整体结构示意图。

图2是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的单片机模块结构示意图。

图3是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的显示模块结构示意图。

图4是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的温度采集模块结构示意图。

图5是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的时钟模块结构示意图。

图6是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的蜂鸣器模块结构示意图。

图7是本实用新型一种基于单片机的多功能电子万年历的按键模块结构示意图。

在图1至7中，包括：

单片机模块100、显示模块200、温度采集模块300、时钟模块400、蜂鸣器模块500、按键模块600。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1。

一种基于单片机的多功能电子万年历，如图1至图7所示，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，单片机模块分别与显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接。

单片机模块设置有芯片U1、晶振电路和复位电路，芯片U1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚和28脚分别与显示模块连接，芯片U1的17脚与温度采集模块连接，芯片U1的6脚、7脚和8脚分别与时钟模块连接，芯片U1的13脚与蜂鸣器模块连接，芯片U1的14脚、15脚和16脚分别与按键模块连接，芯片U1的18脚和19脚分别与晶振电路连接，芯片U1的9脚与复位电路连接。

上述晶振电路设置有电容C1、电容C2以及晶振X1，电容C1的一端和电容C2的一端接地，电容C1的另一端和晶振X1的一端分别与芯片U1的19脚连接，电容C2的另一端和晶振X1的另一端分别与芯片U1的18脚连接。

复位电路设置有电阻R3、开关K0和耦合电容C3，电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端、开关K0的一端和耦合电容C3的负极分别与芯片U1的9脚连接，耦合电容C3的正极和开关K0的另一端分别与电源输入端VCC连接。

显示模块设置有液晶显示屏LCD1和电阻R1，液晶显示屏LCD1的1脚与芯片U1的4脚连接，液晶显示屏LCD1的2脚与芯片U1的5脚连接，液晶显示屏LCD1的3脚接地，液晶显示屏LCD1的4脚和17脚与电源输入端VCC连接，液晶显示屏LCD1的6脚与芯片U1的1脚连接，液晶显示屏LCD1的7脚与芯片U1的2脚连接，液晶显示屏LCD1的8脚与芯片U1的3脚连接，液晶显示屏LCD1的9脚与芯片U1的21脚连接，液晶显示屏LCD1的10脚与芯片U1的22脚连接，液晶显示屏LCD1的11脚与芯片U1的23脚连接，液晶显示屏LCD1的12脚与芯片U1的24脚连接，液晶显示屏LCD1的13脚与芯片U1的25脚连接，液晶显示屏LCD1的14脚与芯片U1的26脚连接，液晶显示屏LCD1的15脚与芯片U1的27脚连接，液晶显示屏LCD1的16脚与芯片U1的28脚连接，液晶显示屏LCD1的18脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地。

显示方式可以分为静态显示、动态显示和LCD显示。静态显示方式需要占用较多的I/O口，例如五个七段数码管静态显示需要5×8＝40个I/O口，必须增加译码器，仅适用于少数的数码管显示；动态显示方式不需要占用大量的I/O口，只需分时轮流控制各个数码管的COM公共端，使各个数码管分时轮流点亮，能够节省大量的I/O接口，降低功耗，同时也能够节约成本；LCD显示方式直观明了，不需要大量的数码管就可显示出很多的信息，其硬件设计简单，直接与单片机接口相连，制作焊接难度低。

需要说明的是，液晶显示屏LCD1采用的是型号为AMPIRE128X64的显示屏。它可以显示出汉字及图形，并具有低电压和低功耗的特点。

温度采集模块设置有温度传感器U0和电阻R4，温度传感器U0的1脚接地，温度传感器U0的2脚和电阻R4的一端分别与芯片U1的17脚连接，电阻R4的另一端和温度传感器U0的3脚分别与电源输入端VCC连接。

时钟模块设置有时钟芯片U2和晶振X2，时钟芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，时钟芯片U2的2脚与晶振X2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与晶振X2的另一端连接，时钟芯片U2的5脚与芯片U1的8脚连接，时钟芯片U2的6脚与芯片U1的7脚连接，时钟芯片U2的7脚与芯片U1的6脚连接，时钟芯片U2的8脚与外部干电池的正极连接，外部干电池的负极接地。

蜂鸣器模块设置有蜂鸣器LS1、型号为PNP型的三极管Q1和电阻R2，蜂鸣器LS1的一端与电源输入端VCC连接，蜂鸣器LS1的另一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极与电阻R2的一端连接，三极管Q1的集电极接地，电阻R2的另一端与芯片U1的13脚连接。

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

电压式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管，多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后(1.5～15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成，在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成，接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

按键模块设置有按键K1、按键K2和按键K3，按键K1、按键K2和按键K3的一端接地，按键K1的另一端与芯片U1的14脚连接，按键K2的另一端与芯片U1的15脚连接，按键K3的另一端与芯片U1的16脚连接。

独立按键信号是通过采取低电平触发的方式来读取的，开始时，单片机接口为高电平，按键按下时，给相应单片机接口提供一个低电平。按键在按下时会产生抖动，去抖动分为两种方式：一是硬件去抖动；二是软件去抖动。硬件去抖动是利用一系列的硬件对抖动加以处理，从而达到消除抖动的目的。

需要说明的是，按键模块去抖动采用软件消抖的方式，通过延时处理避开按键抖动的时间，从而达到消除抖动的目的。此消抖方式相较于硬件去抖动更为实用且节省成本。

本实用新型的原理是采用单片机作为主控制器，使用蜂鸣器作为闹钟，以附加的时钟芯片的方法来提供对日期的读写操作，时钟芯片进行初始化结束后，通过三个独立按键对万年历进行时间校准和闹钟设置，利用温度传感器来检测温度信息，将读取和检测到的信息发送至主控制器进行处理，将处理好的数据信息传输至液晶显示屏上显示，从而达到可以同时显示出年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息，还可以实现掉电后保存数据的功能。

一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，单片机模块分别与显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接，能够同时实现年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息的显示，还可以实现系统掉电后保存数据的功能。

实施例2。

一种基于单片机的多功能电子万年历，其他特征与实施例1相同，不同之处在于：

芯片U1的型号为STC89C52单片机，是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。其可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作；掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

温度传感器U0可以采用热敏电阻或者数字式温度传感器DS18B20。热敏电阻是由AD转换得到数字信号，此种方法精度较高，但需要增加AD转换电路。

数字式温度传感器DS18B20是一种较为常用的半导体温度传感器，能够直接读出温度，其体积小，耐受性高，常用于锅炉测温，机房测温等各个方面。

需要说明的是，温度传感器U0选用的是数字式温度传感器DS18B20进行测温，其连接方式简单，测温精准且成本较低。

DS18B20只有一个I/O口，能够满足双向通信，测温范围在-55℃到125℃之间，固有测温分辨率为0.5℃，可通过数据线供电，电压范围在3.0V-5.5V，支持多点组网，多个DS18B20可以连在唯一的三线上，实现多点测温。具有负压特性，电源极性接反时不会烧坏，但不能正常工作。

时钟芯片U2具体是型号为DS1302的芯片。DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，此芯片能够对年、月、日、周、时、分、秒进行精却计时，并能够对每个月的天数和闰年的天数进行自动调整，需要提供外接电池和晶振。它只有一个双向的通讯接口，用于数据的传输。除此之外，它还拥有两个电源接口，一个是接电池的VCC1脚，另一个是接主电源的VCC2脚，为了保证数据的掉电保存，系统在供电时，DS1302由VCC2脚供电，在系统断电时，DS1302则由VCC1脚供电。

DS1302时钟芯片的5、6、7三个脚与读写有关，无论是单字节读操作还是单字节写操作，首先进行读写的都是控制字指令，唯一不同的地方在于紧随控制字指令的下一个脉冲，上升沿工作对应单字节写操作，下降沿工作对应单字节读操作，读写顺序都是从低位到高位。

控制字的最高位是写保护控制位，必须为1的时候才能进行写操作；最低位是读写控制字，1为读取，0为写入。Bit6为0时读写日历数据，Bit6为1时读取RAM数据。

需要说明的是，本实用新型的时钟芯片U2具有测量精度高、成本低的特点。

一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，能够同时实现年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息的显示，还可以实现系统掉电后保存数据的功能。

实施例3。

一种基于单片机的多功能电子万年历，其他特征与实施例1和实施例2相同，不同之处在于：电容C1和电容C2的电容量都为22皮法，耦合电容C3的电容量为1微法，晶振X1和晶振X2的频率都为12兆赫兹，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的电阻值都为10千欧。

复位电路一般有上电复位、按键复位和复合复位三种方式。需要说明的是，本实用新型的复位电路采用上电复位方式。

本实施例的上电复位方式工作原理为：VCC通过按键连接到单片机的9脚，当系统上电时，耦合电容C3充电且电阻R3产生电压，单片机RST脚置为高电平，单片机复位，几秒钟后电容充满，电阻R3的电压消失，单片机开始工作。

一种基于单片机的多功能电子万年历，设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，能够同时实现年、月、日、时、分、秒、周以及温度和农历信息的显示，还可以实现系统掉电后保存数据的功能。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：设置有单片机模块、显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块，所述单片机模块分别与所述显示模块、温度采集模块、时钟模块、蜂鸣器模块和按键模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述单片机模块设置有芯片U1、晶振电路和复位电路，芯片U1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚和28脚分别与显示模块连接，芯片U1的17脚与温度采集模块连接，芯片U1的6脚、7脚和8脚分别与时钟模块连接，芯片U1的13脚与蜂鸣器模块连接，芯片U1的14脚、15脚和16脚分别与按键模块连接，芯片U1的18脚和19脚分别与晶振电路连接，芯片U1的9脚与复位电路连接；

所述晶振电路设置有电容C1、电容C2以及晶振X1，电容C1的一端和电容C2的一端接地，电容C1的另一端和晶振X1的一端分别与芯片U1的19脚连接，电容C2的另一端和晶振X1的另一端分别与芯片U1的18脚连接；

所述复位电路设置有电阻R3、开关K0和耦合电容C3，电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端、开关K0的一端和耦合电容C3的负极分别与芯片U1的9脚连接，耦合电容C3的正极和开关K0的另一端分别与电源输入端VCC连接。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述显示模块设置有液晶显示屏LCD1和电阻R1，

液晶显示屏LCD1的1脚与芯片U1的4脚连接，液晶显示屏LCD1的2脚与芯片U1的5脚连接，液晶显示屏LCD1的3脚接地，液晶显示屏LCD1的4脚和17脚与电源输入端VCC连接，液晶显示屏LCD1的6脚与芯片U1的1脚连接，液晶显示屏LCD1的7脚与芯片U1的2脚连接，液晶显示屏LCD1的8脚与芯片U1的3脚连接，液晶显示屏LCD1的9脚与芯片U1的21脚连接，液晶显示屏LCD1的10脚与芯片U1的22脚连接，液晶显示屏LCD1的11脚与芯片U1的23脚连接，液晶显示屏LCD1的12脚与芯片U1的24脚连接，液晶显示屏LCD1的13脚与芯片U1的25脚连接，液晶显示屏LCD1的14脚与芯片U1的26脚连接，液晶显示屏LCD1的15脚与芯片U1的27脚连接，液晶显示屏LCD1的16脚与芯片U1的28脚连接，液晶显示屏LCD1的18脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述温度采集模块设置有温度传感器U0和电阻R4，温度传感器U0的1脚接地，温度传感器U0的2脚和电阻R4的一端分别与芯片U1的17脚连接，电阻R4的另一端和温度传感器U0的3脚分别与电源输入端VCC连接。

5.根据权利要求4所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述时钟模块设置有时钟芯片U2和晶振X2，

时钟芯片U2的1脚与电源输入端VCC连接，时钟芯片U2的2脚与晶振X2的一端连接，时钟芯片U2的3脚与晶振X2的另一端连接，时钟芯片U2的5脚与芯片U1的8脚连接，时钟芯片U2的6脚与芯片U1的7脚连接，时钟芯片U2的7脚与芯片U1的6脚连接，时钟芯片U2的8脚与外部干电池的正极连接，外部干电池的负极接地。

6.根据权利要求5所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述蜂鸣器模块设置有蜂鸣器LS1、型号为PNP型的三极管Q1和电阻R2，蜂鸣器LS1的一端与电源输入端VCC连接，蜂鸣器LS1的另一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的基极与电阻R2的一端连接，三极管Q1的集电极接地，电阻R2的另一端与芯片U1的13脚连接。

7.根据权利要求6所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述按键模块设置有按键K1、按键K2和按键K3，按键K1、按键K2和按键K3的一端接地，按键K1的另一端与芯片U1的14脚连接，按键K2的另一端与芯片U1的15脚连接，按键K3的另一端与芯片U1的16脚连接。

8.根据权利要求7所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述芯片U1的型号为STC89C52，液晶显示屏LCD1的型号为AMPIRE128X64，温度传感器U0的型号为DS18B20，时钟芯片U2的型号为DS1302。

9.根据权利要求8所述的基于单片机的多功能电子万年历，其特征在于：所述电容C1和电容C2的电容量都为22皮法，耦合电容C3的电容量为1微法，晶振X1和晶振X2的频率都为12兆赫兹，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的电阻值都为10千欧。

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