基于launchpad的爱情万年历.docx

基于launchpad的爱情万年历一、要实现的功能：1、 精确显示年月日时分秒2、 闰年、二月自动调节时间4、 显示自定义的语句5、 恋爱纪念日提醒，显示不一样的画面（weve been together for xx years！）二、硬件部分：1、 launchpad开发板一块（板载msp430g2553）2、 lcd12864液晶屏一块3、 ds1302数字时钟芯片4、 32.768khz晶振一枚5、 按键四枚6、 二极管一个7、 电容、导线、插针等8、开关一个三、设计思路a、依据题目要求，作品采用德州仪器texas instrument公司的混合信号处理器msp430系列单片机作为控制核心。该芯片以惊人的低功耗性能著称，是一款基于risc指令集的16位mcu，在实现超低功耗的前提下达到较高的性能，是绝对适合本题设计要求（超低功耗、高运算性能、相对低廉价格、相对较低的开发成本）的单片机。考虑到万年历并非高级电子设备，成本不能过高，控制核心单片机一般在低端的msp430fx1xx系列或msp430g2xx系列中选择。我们最终选择了msp430g2553芯片作为控制核心 1、launchpad所采用的g2553芯片存储空间为4k; 2、g2553有20管脚，如果用于开发将不得不设计较为复杂的程序实现管脚的分时复用。基于以上讨论，作品最终采用msp430g2553芯片作为控制核心。 b、实时时钟 由于msp430g2553片内没有实时时钟rtc模块，作品采用外扩实时时钟的方式完成计时功能。不同厂商生产的rtc芯片有许多，性能、价格上相差甚远。出于性价比考虑，dallas公司的ds1302芯片足以满足万年历的计时要求。该芯片具有涓细电流充电能力，利用普通手表晶振实现低功耗运行，利用备用电源（纽扣电池）实现断电计时功能，操作简单，性价比极高，精度足以满足题目要求。基于以上讨论，作品最终采用dallasds1302芯片作为实时时钟模块的核心。c、人机交互根据题目要求，作品采用lcd12864作为主显示器，显示公历的年月日、时分秒及闰年情况，同时实现农历年月日的汉字输出，同时实现温度等数据以及全中文菜单的显示。根据题目要求，作品采用四枚独立按键分别作为上、下、确认、菜单功能按键，足以满足多级菜单间的切换与相应时间、功能、日程安排的设置。d、程序开发语言msp430单片机开发采用c语言较多。但由于开发时间极短、开发人数极少、课业压力大、任务较重，作品采用ieee制定的embeddedc+语言开发，且充分利用了面向对象编程的思想，大大简化了程序设计的过程，也较大程度地提高了代码的复用性（且代码具有很高的可重用性）。代码也适当地利用了iarelectricworkbenchformsp430开发环境对c+泛型编程开发的良好支持，使用了标准模板库stl中的部分函数简化部分算法和数据结构的设计开发工作。由于c+编译的程序将比c效率低，为保证程序仍具有较高效率，编程时充分考虑msp430内部结构，遵循c430编程规范，尽量避免使用不适合msp430架构执行的代码段。为保持较好的可移植性，几乎没有使用embeddedc+语言不支持的特性。e、算法选择万年历主要涉及的算法为公历年月日（涉及闰年补偿）及星期的算法、公历与农历的高效转换算法。基于1.1.2的讨论，作品采用了外连rtc模块的设计方案，而ds1302具有闰年补偿功能，能实现较完整的公历年月日计算，因此只需设计星期的计算方法。作品采用了基于zeller公式的星期计算方法，时间复杂度仅为o(1)。由于中国农历计算依赖于天象等不确定量，无特定算法。因此作品内建了公农历映射表实现公农历间转换。此外，作品在菜单设计部分还利用到了递归算法的思想，在日程设计方面利用了stl提供的快速排序算法。2.总体设计设计总体框架图四、方案描述基于1.1部分的比较分析，作品最终的方案描述如下：1、作品提供了一种基于msp430与ds1302的万年历解决方案。硬件方面，作品控制核心采用msp430g2553单片机，以lcd12864作为显示器，依赖ds1302提供实时时钟信息。软件方面，系统代码采用embeddedc+编写，采用面向对象设计方法实现，设计了利用中断实现的支持多任务时间片轮转调度、高优先级任务抢占调度的伪rtos；设计了功能完善的多级菜单，具有良好的人机交互性能；设计了基于zeller公式与紫金历数据表的万年历算法，能显示判断闰年并自动调整日期。功能与特性包括以下几点：1、 精确显示年月日时分秒2、 闰年、二月自动调节时间3、 两个按键控制调节时间日期等4、 显示自定义的语句5、 恋爱纪念日提醒，显示不一样的画面（weve been together for xx years！）2、理论分析与计算2.1逻辑控制电路设计众所周知，单片机系统发展的趋势是片内集成，通过片上链路实现各类信息的处理转换，利用单片机自身的其他资源实现各类控制。然而由于设计者相关知识与经验的匮乏，作品依然采用了8086时代以单片机为核心、外扩各类模块实现所需功能的设计方法。逻辑控制电路均以单片机管脚为出发点设计，各模块直接或者通过各类总线连接方式连接到相应管脚。具体参见第三章电路设计部分。2.2日程设定和日期计算方法公历的计算方法：由于硬件选择的原因，公历方面不需考虑年月日计算、闰年补偿，只需设计星期算法：最著名也最有效的公历星期算法为zeller公式:1公式都是基于公历的置闰规则来考虑。公式中的符号含义如下：w：星期（计算所得的数值对应的星期：0-星期日;1-星期一;2-星期二;3-星期三;4-星期四;5-星期五;6-星期六）1c：年份前两位数y：年份后两位数m：月（m的取值范围为3至14，即在蔡勒公式中，某年的1、2月要看作上一年的13、14月来计算，比如2003年1月1日要看作2002年的13月1日来计算）d：日：称作高斯符号，代表向下取整，即，取不大于原数的最大整数。mod：同余（这里代表括号里的答案除以7后的余数）实际编程时考虑c+语言特性，采用了以下修正公式代替zeller公式：其中各变量与zeller公式定义一致，只是采用了char（编译时默认为unsignedchar）类型作为各变量的数据类型，利用c+语言特性可以实现取整。农历算法：由于中国农历是直接利用天体位置定义的历法（区别于利用固定的天体时间平周期定义的历法，如格里历，回历等），它是现今世界上为数不多的天文年历性质的历法，它和一些重要天象是一一对应的2，因此不存在确切的算法。程序内建了一张紫金历与公历的映射表实现了公农历间的转换。五、硬件电路图六、pcb图七、整体思路/*/* 程序说明：直流电压表（串行lcd显示） */* p1.0控制rw，并行的读/写选择信号，串行的数据口 */* p1.1控制e，并行的使能信号，串行的同步时钟 */* p1.4接被测电压信号源,信号源与单片机要共地 */* psb低电平是串行,直接接地；rs接高电平 */* */* p2.3为sclk，p2.4为sda，p2.5为rst */*/#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define bit(x) (10;j-) switch(j) case 3:temp=firstbyte;break; case 2:temp=transdata&0xf0;break; case 1:temp=(transdata0;i-) if(temp&0x80) p1out |= bit0; else p1out &= bit0; p1out |= bit1; temp = 1; p1out &= bit1; delay_nms(1); p1out &= bit0;/*定位函数*/void lcd_pos(uchar x,uchar y) int pos; switch(x) case 1:pos=0x80;break; case 2:pos=0x90;break; case 3:pos=0x88;break; case 4:pos=0x98;break; default:pos=0x80; pos += y; lcd_send(0,pos); /*函数功能：字符串显示函数入口参数：*pt ,num出口参数：无函数说明：无*/ void lcd_display_string(const uchar *pt,uchar num) uchar i; for(i = 0;i (num*2);i+) lcd_send(1,*(pt+);void delay_nms(uint n) uchar i; while(n-) for(i=0;i115;i+);/*函数名称：显示函数入口参数：data出口参数：无函数说明：每行最多8个字，2个字母或数字相当于1个字的长度，注意 汉字没法跨格显示。*/ /void lcd_display(long int data)/ lcd_pos(2,0); /第二行/ lcd_display_string(串口数据,4);/ lcd_pos(3,0); /第三行/ lcd_display_string(当前显示:,5);/ lcd_display_digit(data);/*修改*/ void update_disbuf() dis_buf10=2; dis_buf11=0; dis_buf12=year/16 + 0x30; dis_buf13=year%16 + 0x30; dis_buf14=-; dis_buf15=month/16 + 0x30; dis_buf16=month%16 + 0x30; dis_buf17=-; dis_buf18=date/16 + 0x30; dis_buf19=date%16 + 0x30;/ dis_buf110= ;/ dis_buf111= ;/ dis_buf112= ;/ dis_buf113=dayn-10;/ dis_buf114=dayn-11;/ dis_buf115=dayn-12; void update_disbuf1() dis_buf20=hour/16 + 0x30; dis_buf21=hour%16 + 0x30; dis_buf22=:; dis_buf23=minute/16 + 0x30; dis_buf24=minute%16 + 0x30; dis_buf25=:; dis_buf26=second/16 + 0x30; dis_buf27=second%16 + 0x30; void update_disbuf2() dis_buf30=dayn-10; dis_buf31=dayn-11; dis_buf32=dayn-12;/*以下为ds1302的子函数*/ /*/ /向ds1302写一个字节的数据 void ds1302_wbyte(char dat) char s,temp; temp = dat; for(s=0;s1; /数据右移一位为下次输出做准备 sclk_0; /为下一次做准备 /从ds1302读取8位数据 char ds1302_rbyte() char u,temp; p2dir &= bit4; for(u=8; u0;u-) temp=temp1; temp += (p2in&bit4)0x29 & month=0x02) /如果调时时2月超过29 ds1302_write(write_date,0x01); date = ds1302_read(read_date); ds1302_write(write_month,month + 1); month = ds1302_read(read_month);/读取月 year = ds1302_read(read_year); /读取年 hour = ds1302_read(read_hour); /读取时 hour = hour & 0x3f; /屏蔽掉前两位 minute = ds1302_read(read_minute);/读取分 second = ds1302_read(read_second);/读取秒 n = ds1302_read(read_day);/读取星期 ds1302_write(write_protect,0x80);/打开写保护 /*函数名称：主函数入口参数：无出口参数：无函数说明：请看完最上面程序说明再运行程序*/void main() wdtctl = wdtpw + wdthold; p1dir=0xff; p2dir =(bit3+bit4+bit5); delay_nms(100); lcd_init(); ds1302_init(); while(1) _dint(); data_pro(); /读取并处理数据 _eint(); if(minute= 0x00)/纪念日时间 lcd_send(0,0x01); lcd_pos(1,0); lcd_display_string(纪念日,8); lcd_pos(2,0); lcd_display_string(love1,6); lcd_pos(3,0); lcd_display_string(love2,6); delay_nms(10); lcd_pos(4,0); lcd_display_string( 2015-1-2,5); delay_nms(1000000); lcd_send(0,0x01); else lcd_pos(1,0); lcd