第四章 结构设计部分
4.1 显示部分设计
基本显示原理：时钟开始显示为0时0分0秒，也就是数码管显示000000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。10秒位到5后，即59秒 ，分钟加1，10秒位回0。依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。这里只要确定了1秒的定时时间， 其他位均以此为基准往上累加。 同时时钟达到最大值的时候天数也增加一位，知道显示了7后再变为1，同时阴历和阳历的天数也加1，根据不同的月份显示的天数阳历有28，29，30，31天，阴历就要经过计算得到，到了12个月后，年数自动增加1，以此类推，显示万年历的现实。
另外，连接方式总电路图上可以看到，这里就不做说明了，下图为显示部分的电路图。
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显示部分电路图
4.1.1万年历优化算法
1.阳历算法
阳历的算法比较简单，每十月的总的天数相对来说是固定的。只有2月份，在闰年是29天，在非闰年是28天。每个月的日历排法．主要是确定每个月第一天是星期几。我们知道1901年1月1日是星期二，星期的变化是7天一个周期，比如说要计算1901年2月1日是星期几，可以这样推算：从1901年1月1日到1901年2月1日总共经过了31天(从表1可 看出)，31对7取模是3：i901年1月1日是星期二，加三后，是星期五。因此1901年2月1日是星期五。同理，可以推算出从1901—2100年任何一天是星期几。
表1
月份 闰年
1 2 3 4 5 31 6 30 11
7 31 8 31 9 30 10 31 11 30 12 31 31 29 31 30 非闰年 31 28 31 30
31 30 31 31 30 31 30 31 2.阴历算法
阴历的算法比较复杂，它包含两个部分。一部分是阳历日和阴历日的对应关系；另一部分则是阳历日和农历节气的对应关系。下面只介绍与设计有关的阴历和阳历的关系。
表2
比特数 数据 0 ! 1 ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 1 6 ! 7 ! 8 ! 9 1 10 11 12 13 14 15 ! 1 x x x x 我们先要做一个数据表，这个数据表里面每2个字节，表示T一个阴所年彝个月份的天教 2个字节(共16bit)的具体意义如表2。
其中“！(0／1)中“0”表示30天，“1”表示29天。“x x x x(4个比特可表示数值范围0～15)”表示该年中是否有闰月，数值“0”表示无闰月，“ 1～12” 表示某一个闰月。闰月一般是29天；在200年中(1901～2100年)，闰月是30天的，可用一个特殊语句来解决。这里2OO年需要200 x 2=400个字节，构成阴历压缩数据表。
有了阴历的数据表后，主要是要确定阳历日和胡历日的对应关系。我们知道阳历年1901年1月1日，对应的阴历年是对应的阴历日，可用以下算法：
（1）从阳历年1901年1月1日到1901年2月1日，计算出经过了31天；
（2）根据阴历数据表知道阴历年1900年11月有29天，因此31—29=2天。原来阳历年1901年1月1日对应的阴历日是11日，则有11+1=13；
（3）因为阴历1901年12月份有30天，而13<=30，所以阳历年1901年2月1日对应的阴历年是1900年12月13日。如果上一步相加得出的散大于当前阴历月的总的天敢，别应该继续减去当前阴历月的总的天数，直到符合条件。 对于月份增加时，还要通过数据表查看是否要经过闰月。
对于其他任何一个阳历日和阴历日的对应关系，都可以通过以上算法求得结果。
4.2 实现时钟，日历显示设计
DS1302可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能. 4.2.1 DS1302 的寄存器
DS1302 有12 个寄存器，其中有7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD 码形式,其日历、
时间寄存器及其控制字见表1。
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此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302 与RAM 相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM 单元，共31 个，每个单元组态为一个8 位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM 寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM 的31 个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
4.2.2 DS1302 实时显示时间的软硬件
DS1302 与CPU 的连接需要三条线，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。图3 示出DS1302 与89C2051 的连接图，其中，时钟的显示用LCD。
4.2.3 DS1302 与CPU 的连接
实际上，在调试程序时可以不加电容器，只加一个32.768kHz 的晶振即可。只是选择晶振时，不同的晶振，误差也较大。另外，还可以在上面的电路中加入DS18B20，同时显示实时温度。只要占用CPU 一个口线即可。 LCD 还可以换成LED，还可以使用北京卫信杰科技发展有限公司生产的10 位多功能8 段液晶显
示模块LCM101，内含看门狗(WDT)/时钟发生器及两种频率的蜂鸣器驱动电路，并有内置显示RAM，可显示任意字段笔划，具有3－4 线串行接口，可与任何单片机、IC 接口。功耗低，显示状态时电流为2μA(典型值)，省电模式时小于1μA，工作电压为2.4V～3.3V，显示清晰。
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4.3整体设计
实现过程：由串行的时钟芯片DS1302，送给单片机，单片机处理后输出。而74LS164将串行信号变成并行信号，每个164对应LED七段码，三个164对应三行LED数码管。单片机P2.6-P2.0连接七个三极管作列驱动，共七列数码管，（实际有两行是六列）行列扫描共同形成万年历。
其整个过程，如原理图所示。
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基于51,52单片机的电子万年历设计（经典）
