基于STM的万年历设计

基于S T M32的万年历设计

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题目:基于STM32的万年历设计

前言：

随着科技的快速发展，时间的流逝,至从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS12C887。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS12C887的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可

功耗小，

在液晶

.

)生产

薄

线、LCD

电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。本课题利用 STM32 的 RTC 实现一个简易的电子时钟，在液晶显示屏中显示时间值。

显示时间格式为XX:XX:XX(时：分：秒)，当时间计数为： 23： 59： 59 时将刷新为：00： 00： 00。

1.功能描述

1.1设计要求

1.具有数字时钟功能。

2.具有简单日历功能。

3.具有手动校准时间功能。

4.具有闰年识别功能。

1.2 RTC（实时时钟）简介

实时时钟是一个独立的定时器。 RTC 模块拥有一组连续计数的计数器，在相应软件配置下，可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以重新设置系统当前的时间和日期。

RTC

的锂

1.3.1可选择的芯片方案

整个系统用STM32F103VE单片机作为中央控制器，由单片机执行采集内部RTC值，时钟信号通过单片机I/O口传给LCD12864，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模块来实现信号的输出、LCD12864的显示及相关的控制功能。系统设有按键模块用于对时间进行调整及扩展多个小键盘。

方案一:采用89C51芯片

采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具

备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:采用AT89S52芯片

片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。不使用时钟芯片，而直接用AT89S52单片机来实现电子万年历设计。AT89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可

的

中断年进位。

单

口线、

,

方案二：采用点阵式数码管显示

动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但须保证扫描速度足够快，人的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁。显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。

点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.

方案三：采用LED数码管动态扫描

LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。

从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采用方案一，既ILI9341LED显示。

方案一：直接采用单片机定时计数器

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。

方案二：采用DS1302时钟芯片实现时钟

自带的

4个I/O 口可与按键直接相连，通过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平的高低，即按键的开与关，以达到用按键进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘的设计要求。

2.硬件设计

2.1设计组成框图

ST）公

（16K

CAN，

256K），

支持在

●片内双RC 晶振,提供8M和32K 的频率.

●支持片外高速晶振(8M),和片外低速晶振(32K).其中片外低速晶振可用于 CPU 的实时时钟,带后备电源引脚,用于掉电后的时钟行走.

●42个16位的后备寄存器(可以理解为电池保存的RAM),利用外置的纽扣电池,和实现掉电数据保存功能.

●支持 JTAG,SWD调试.配合廉价的J-LINK,实现高速低成本的开发调试方案。

●多达80个IO(大部分兼容5V逻辑),4个通用定时器,2个高级定时器,2个基本定时

器,3路SPI接口,2路I2S 接口,2路I2C接口,5路USART,一个USB从设备接口,一个 CAN

接口,SDIO接口,可兼容SRAM,NOR和NAND Flash 接口的16位总线-FSMC。

●3路共16通道的12位AD输入,2路共2 通道的12位 DA 输出.支持片外独立电压基准.

●CPU操作电压范围:2.0-3.6V

2.3 USB线

USB开发涉及主机和设备，为了避免开发驱动程序，使用Windows自带的驱动程序。所以设备枚举成HID类设备。USB鼠标就是标准的USB-HID设备。不过操作系统阻止了应

。

USB2.0

编程经

产品。

配在一起的组件。

由于液晶显示屏功耗低、体积小，承载的信息量大，因而被广泛用于信息输出、与用户进行交互。由于 STM32 内部没有集成专用的液晶屏和触摸屏的控制接口，所以在显示面板中应自带含有驱动芯片的驱动电路(液晶屏和触摸屏的驱动电路是独立的)，STM32 芯片通过驱动芯片来控制液晶屏和触摸屏。

以本实验 3.2 寸液晶屏(240*320)为例，它使用 ILI9341 芯片控制液晶屏，通过XPT2046 芯片控制触摸屏。LCD 为非发光性的显示装置，它需要借助背光源才能达到显示功能，LED 控制器就是用来控制液晶屏中的 LED 背光源。

1.驱动板（也叫主板）：主要是用以接收、处理从外部送进来的模拟（VGA）或者数字（DVI）视频信号，并通过屏线送出信号去控制液晶屏（PANEL）正常工作。驱动板上含有MCU单元，它是液晶显示器的检测控制中心和大脑。

2.电源板：用于将90～240V 的交流电压转变为12V、5V、3V 等的直流电供给显示器工作。

3.背光板（也叫高压板）：用于将主板或电源板输出的12V 的直流电压转变为PANEL 需要的高频的1500～1800V 的高压交流电，用于点亮PANEL的背光灯。电源板和背光板有时会做在一起也就是所谓的电源背光二合一板。

4.液晶屏：液晶显示用模块，它是液晶显示器的核心部件，其包含液晶板和驱动电路。

，

接

。

个级向

3.软件设计

3.1程序流程框图

图时间调整程序流程图3.2字模的创建

使用字模III-增强版v3.91软件来制作中文字库。打开软件，点击“自动批量生成字

库”按钮选项，点击选择“二级汉字库”按钮。在“源字体”选项里面做如下设置，需要

注意的是大小问题，因为我们本次的设计目标是实现16*16的汉字，所以在此选择小四字

体。

设置好之后如下点击“开始转换进程”按钮.就会在安装目录下或者你设置好的目录下

生成.c后缀的字库文件。对LCD显示来说，只要能够在指定的位置描写制定颜色的点，那

么就能够很好地根据汉字字模信息来描写汉字。在此，为了能够更好的清楚字模的取向和

高低位的排列顺序，可以现先在pc测试刚才制作好的库文件。

件(文

件,

{

(OS_STK*)&AppTaskUserIFStk[APP_TASK_USER_IF_STK_SIZE-1],

APP_TASK_USER_IF_PRIO,

APP_TASK_USER_IF_PRIO,

(OS_STK *)&AppTaskUserIFStk[0],

APP_TASK_USER_IF_STK_SIZE,

(void *)0,

OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR);

//触摸屏任务--------------------------------------------------------- os_err = OSTaskCreateExt(AppTaskKbd,

(void *)0,

(OS_STK *)&AppTaskKbdStk[APP_TASK_KBD_STK_SIZE-1],

APP_TASK_KBD_PRIO,

APP_TASK_KBD_PRIO,

(OS_STK *)&AppTaskKbdStk[0],

APP_TASK_KBD_STK_SIZE,

(void *)0,

OS_TASK_OPT_STK_CHK|OS_TASK_OPT_STK_CLR);

//秒更新任务

}

{

//界面初始化

GUI_Init();

//ucgui 初始化

_ExecCalibration(); /* 触摸屏校准 */

GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);

//设置背景色

GUI_SetColor(GUI_GRAY);

//设置前景色

GUI_Clear();

//清屏

Lcd_show_bmp(0, 0,"/RTC.bmp");

//显示万年历背景

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16);

GUI_DispStringAt("一",15,47); //显示星期一

GUI_DispStringAt("二",44,47);

//显示星期二

//

//

//

//

//

//

//

//

//

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16); //设置中文字体

GUI_DispString("年");

//显示年

GUI_SetFont(&GUI_Font16_1 );

//设置英文字体

GUI_DispDec(s_time.tm_mon,2);

//显示万年历的月份

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16);

//设置中文字体

GUI_DispString("月");

//显示月

GUI_SetFont(&GUI_Font16_1 );

//设置英文字体

GUI_DispDec(s_time.tm_mday,2);

//显示万年历的日子

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16);

//

//

//

//

//

{

WM_SetCreateFlags(WM_CF_MEMDEV); /* Automatically use memory devices on all windows */

if(flag==0) //初始化按键，只执行一次。

{

//建立按键F1-F5

_ahButton[0] =BUTTON_Create(5, 0, 32,13, GUI_KEY_F1 , WM_CF_SHOW | WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

_ahButton[1]=BUTTON_Create(5, 29, 32,13, GUI_KEY_F2 , WM_CF_SHOW |

WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

_ahButton[2]=BUTTON_Create(53, 0, 16,13, GUI_KEY_F3 , WM_CF_SHOW | WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

_ahButton[3]=BUTTON_Create(53,29,16,13, GUI_KEY_F4 , WM_CF_SHOW | WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

_ahButton[4]=BUTTON_Create(85, 0, 16,13, GUI_KEY_F5, WM_CF_SHOW | WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

_ahButton[5]=BUTTON_Create(85,29, 16,13, GUI_KEY_F6, WM_CF_SHOW | WM_CF_STAYONTOP | WM_CF_MEMDEV);

BUTTON_SetTextColor(_ahButton[2],0,GUI_WHITE);

BUTTON_SetTextColor(_ahButton[3],0,GUI_WHITE);

BUTTON_SetTextColor(_ahButton[4],0,GUI_WHITE);

BUTTON_SetTextColor(_ahButton[5],0,GUI_WHITE);

//按键显示字符

BUTTON_SetText(_ahButton[0], "+");

BUTTON_SetText(_ahButton[1], "-");

BUTTON_SetText(_ahButton[2], "+");

BUTTON_SetText(_ahButton[3], "-");

BUTTON_SetText(_ahButton[4], "+");

BUTTON_SetText(_ahButton[5], "-");

flag=1;

}

u8 key = GUI_GetKey(); //实时获得触摸按键的值

if(key==40) //年数增加按钮

//

//

//

//

{

s_time.tm_mon++;

//F3

if(s_time.tm_mon>12)

//超过范围处理

{

s_time.tm_mon=1;

}

}

else if(key==43)

//月数减小按钮

{

s_time.tm_mon--;

//F4

if(s_time.tm_mon<0)

//超过范围处理

{

//

//超

//

//F6

if(s_time.tm_mday<0)

//超过范围处理

{

s_time.tm_mday=getDays(s_time.tm_year,s_time.tm_mon);

}

}

GUI_SetFont(&GUI_Font16_1 );

GUI_DispDecAt(s_time.tm_year,4,13,4);

//显示万年历的年数

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16);

GUI_DispString("年");

//显示年

GUI_SetFont(&GUI_Font16_1 );

GUI_DispDec(s_time.tm_mon,2);

//显示万年历的月数

GUI_SetFont(&GUI_FontHZ_SimSun_16);

//

//

//

//

//

//位置设定

GUI_SetFont(&GUI_Font6x8);

//万年历日子显示

for(i=1;i<=40;i++)

//第一行最少显示一个，第六行最多显示二个，i的上限只需要大于37即可 {

if(igetDays(s_time.tm_year,s_time.tm_mon)+k)

//本月1号前和最后一天后的格子显示清零

{ GUI_DispString(" ");

//显示空格，用于清除之前数据

}

else

{

if((i+1)%7==0||i%7==0)

//如果为星期六和星期天，字体设置为红色

{

//

//

//

//

if(i%7==0)

{

GUI_GotoXY(18,GUI_GetDispPosY()+27);

//7天换行显示

}

}

for(i=1;i<=40;i++)

{

if(igetDays(s_time.tm_year,s_time.tm_mon)+k) //本月1号前和最后一天后的格子显示清零

{

GUI_DispString(" ");

//显示两个中文空格，占两个中文字符

}

else

{

GUI_SetColor(GUI_BLUE);

//

//

//

//

/* 输出公历时间 */

GUI_SetFont(&GUI_Font16_1 );

GUI_DispDecAt(systmtime.tm_year, 240, 60,4);

//显示当前年

GUI_DispString("-");

GUI_DispDec(systmtime.tm_mon,2);

//显示当前月

GUI_DispString("-");

GUI_DispDec(systmtime.tm_mday,2);

//显示当前日

GUI_DispDecAt(systmtime.tm_hour,240,76,2);

//显示当前时

GUI_DispString(":");

GUI_DispDec(systmtime.tm_min,2);

//显示当前分

GUI_DispString(":");

GUI_DispDec(systmtime.tm_sec,2);

//

//

}

//

}

/*

*判断是否闰年

*参数: y 整型, 接收年份值

*返回值: 整型, 只为0或1, 0代表假, 1代表真

*/

u8 isRunNian(u16 y)

{

return (y % 4 == 0 && y % 100 != 0 || y % 400 == 0) ? 1 : 0; }