电子万年历设计

第1章引言随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是单片机实验中一个很常用的题目。因为它有很好的开放性和可发挥性，因此对设计者的要求也比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力，更加强调了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。集温度、时间、日历、星期于一体，采用液晶显示，设计电路更加简单直观，省去了用数码管显示的电路复杂性。通过按键可以调整更改时间和日历，并且还可以设置闹钟，这样就组成了一个多功能的万年历。第2章方案论证2.1方案设计与论证控制部分的方案选择用可编程逻辑器件设计，使用FPGA构造数字电子系统，设计者可以不用考虑芯片内部的具体结构，也不用顾虑与外部的电路连接。设计者只需依据电路所要完成的具体逻辑功能，然后设法用软件描述出来即可。至于数据在芯片内部的处理过程，设计者不用考虑，但设计者可以通过仿真软件观察和验证数据的处理结果。这种设计方法，极大地降低了设计难度，提高了工作效率，但设计成本较高。用单片机来作为主控制部分，实现时间、温度同步显示的万年历，为了使用的方便性，还可以通过设置按键来更改时间和闹钟。这正是利用了51单片机的多管脚功能性，4个8位并行I/O口，定时计数端口，中断端口，这使得操作起来更加方便，通过软件可以随时的调整和更改，使得更加精确。通过认真的分析与讨论，最终决定采用单片机来作为主控制部分，这样制作也方便，价格也相对较低。显示部分的方案选择可以通过数码管来显示时钟的日历、时间、温度，使用数码管的优点是直观清楚，适合用在光线较暗的地方，但是数码管的功耗大，显示单一，并且在电路制作上布线复杂，难度较高。显示电路还可以采用液晶1602来实现。液晶显示器具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等诸多优点，在本题的制作中，用液晶来实现数字信息的显示是比较合适的一种选择。2.2系统整体方案的设计与论证通过初步的选择，我们最终决定采用单片机AT89C52作为时钟的主控制部分，LCD1602作为显示部分，时钟信号采用芯片DS1302，DS18b20温度传感器用作温度采集，通过设置4个按键来实现时间的调整，闹钟的开关。这五个主要部分基本上就实现了集日历、时间、星期、温度、闹钟于一体的多功能万年历。精确度高，显示直观，轻巧的优越性具有很高的使用价值。狱第3瓜章贫硬粪件电拣路设曲计牙3.堵1调系万统硬副件设贷计框旺图爬此系穴统的坊硬件拘部分警主要万由主评控制伸器单旅片机被，显紧示电则路，抽时钟巷电路锯，温晌感电粪路构呜成。杨系统艘电路书框图报如图姥3-漫1所州示。时钟电路DS1302时钟电路DS1302温感器DS18B20AT89C52单片机液晶显示闹钟按键控制附图章3-坐1誉3.嫩2料主控健电路铸时钟未主控丢电路栏由单某片机歪AT唇89愤C5爬2芯魂片控尾制，郑8位完P0扰口作搏为数斑据的挽输出业通道飘，外给接时跳钟电泽路，掉复位忆电路表，蜂遵鸣器巴，温厌度传白感器衡。P插3.展4附管脚身接收恢时钟租芯片耗DS休13烂02阵发出套的时悲钟信既号，依P3科.3挑管脚伍与时律钟芯乞片的角数据处传输识口相赏连，适收发霉读写矿信号桑，P袋3.倚2磨管脚悄用来羊驱动脆蜂鸣膜器，苍P2暑.4粥-P某2.符7禁管脚牛分别娱接按侦键，淘用来火调整粪修改谜时间呼。P搂1.辣4撑管脚敏与温责度传售感器嫌DS魔18残B2刚0相铲连，乱接收冒温感晕信号湖。朽3.安3垫A跨T充89寺C送52托主要汤性能勒介绍裤AT酸89美C成52寇是一甩种低幅功耗滨、高访性能圈CM电OS拘8亏位微始控制酷器，部具有浪8K腐在慧线且系统代可编竖程朴Fl纺as祝h膨存储闻器。彼使用澡At英me国l续公司勉高密脏度非鄙易失绒性存葵储器攻技术场制造溪,与怜工业烫80象C烂51东产品津指令免和引展脚完嫂全兼林容。管片上帝Fl钱as惊h闷允许笛程序虾存储妖器在具系统蛾可编壤程,折亦适绒于常嗽规编呈程器休。在蒸单芯角片上包，拥塔有灵邀巧的档8标位眉CP粪U侦和在江系统钳可编倾程溪Fl塘as疮h桌,使室AT钉89紧C酿52佳为众慎多嵌醒入式拌控制隐应用遗系统恶提供荒高灵呆活、牙超有暮效的死解决营方案持。灾AT吸89背C肾52较具有后以下屡标准旱功能海：刘8k蜻字节犁Fl袋as单h伯，逝25惊6券字节驻RA棋M总,帐32宇铸位妈I/兰O求口线四，看恢门狗帅定时夺器，闲2劈个数级据指阻针，刑三个雨16惭唐位定绑时器垒/也计数罢器,呀一个瘦6森向量治2芳级中馒断结闹构，道全双袜工串沟行口记，片渐内晶买振及直时钟咏电路塌。另裳外,伪AT军89絮S5侮2弦可降搞至贷0H再z胶静态许逻辑默操作框，支扒持偏2腹种软角件可枯选择帝节电后模式忆。空云闲模盲式下况,肿CP壶U绕停止邪工作皆,允枝许旗RA纷M拣、定英时器跃/冷计数荐器、快串口予、中趋断继务续工惰作。珍掉电爹保护违方式厦下,沿RA劫M妹内容恐被保目存,轨振荡旅器被理冻结污，单脂片机拾一切资工作夹停止骄,农直到影下一枝个中顽断或估硬件郑复位绸为止翼。资P0游口是蚕一个老8帅位漏种极开赵路的斗双向于I/垂O救口。有作为俘输出嚼口，号每位雨能驱炭动钢8岭个昏TT舌L载逻辑捉电平阅。对锯P0方端口耀写果“呜1它”化时，思引脚搞用作枣高阻突抗输扣入。掌当访有问外泊部程沿序和定数据铜存储籍器时鉴，姓P0部口也繁被作具为低器8惑位地匆址舒/胳数据故复用跃。在羊这种踩模式呼下，利P0骨具有滨内部蓝上拉趁电阻魔。在歼fl场as联h钩编程些时，心P0机口也晋用来纲接收警指令谣字节楚；在宿程序烂校验与时，轨输出举指令满字节扯。程刃序校头验时序，需罢要外留部上尊拉电新阻。窝P1扁口是升一个草具有烦内部愿上拉介电阻支的柔8姓位双君向椒I/颈O竭口，易p1倡染输出翼缓冲落器能岂驱动监4图个倍TT添L铲逻辑师电平喝。对抚P1效肾端口信写皇“美1串”安时，抛内部省上拉拣电阻撕把端借口拉妄高，脚此时厉可以盆作为形输入侄口使贼用。棍作为祸输入鸦使用钳时，蚊被外谣部拉榨低的身引脚渣由于寨内部箭电阻汽的原堡因，为将输俩出电聋流（测II峰L碗）。到此外饮，群P1热.0畜和乔P1拒.2焰分别杨作定揭时器俭/络计数悬器霸2镇的外携部计啄数输丧入（简P1它.0刮/T歇2养）和印时器喇/孕计数哑器休2某的触定发输俩入（埋P1甘.1摔/T版2E班X效），研具体锄如下香表所距示。找在紫fl确as貌h竟编程旧和校绩验时赠，追P1境口接异收低穴8陪位地棒址字盘节。秒P2谜窃口是亡一个富具有勤内部通上拉豪电阻泪的伐8和位双威向示I/买O呆口，养P2剑搬输出特缓冲书器能站驱动妈4帐个盘TT铜L腔逻辑狮电平井。对剧P2劫燃端口刻写及“度1翁”守时，敲内部税上拉劣电阻叮把端斗口拉荐高，耻此时火可以祖作为毫输入怒口使垫用。蔑作为慌输入许使用粉时，极被外侄部拉敲低的吉引脚慧由于昨内部猾电阻缴的原漏因，猫将输爸出电藏流（批II模L寻）。倡在访烦问外件部程岩序存副储器泉或用裙16帮位地捐址读拆取外收部数阴据存浓储器锋（例荐如执惨行为MO技VX迅@责DP纪TR死）时冻，软P2证勉口送羞出高锻八位矩地址专。在滔这种吧应用渐中，肝P2岭粮口使祥用很腿强的炊内部窝上拉垦发送恭1世。在废使用证8揭位地林址（脂如概MO抗VX泄@简RI耐）访家问外砍部数避据存语储器就时，告P2主口输卖出备P2弓锁存竞器的售内容牲。在潜fl睡as玻h武编程颠和校要验时犯，害P2镜口也谅接收吉高舒8冰位地诵址字牺节和穗一些抹控制剑信号袍。练P3彻容口是透一个确具有砌内部响上拉议电阻扣的乒8殊位双氏向堪I/册O梢口，牢p2荷谁输出阿缓冲旁器能拍驱动渗4闲个诵TT限L同逻辑裕电平赔。对筐P3稻功端口程写灰“啄1除”肿时，堆内部扩上拉车电阻典把端误口拉挠高，英此时谷可以叔作为典输入举口使讲用。散作为盛输入芬使用蛇时，贷被外交部拉爽低的避引脚涉由于欧内部着电阻储的原番因，匹将输既出电荣流（孟II缩L泪）。妖P3沟口亦尝作为覆AT锋89的C喝52禽特殊丰功能馆（第端二功廉能）后使用膛，如诸图3湿-2岩所示怕。慎在扛fl株as鞠h喘编程敲和校饱验时斩，颠P3催口也坐接收资一些掠控制仅信号覆。客图岸3-斗2晨3.愉4墙折DS四13蜜02药芯片菜的介忽绍大DS挡1蔬30印2相是科DA门LL员AS枣眯公司迹推出秒的涓方流充接电时笑钟芯培片内奇含有捧一个捡实时倚时钟更/葡日历伤和宿31屠附字节写静态涌RA践M左通过寒简单茂的串滔行接富口与壤单片殃机进度行通屯信实派时时垦钟颠/杠日历管电路漠提供堪秒分轰时日毛日期汽月年害的信狱息每舞月的差天数迟和闰爬年的兰天数于可自碧动调皆整时芒钟操鞭作可仅通过霞AM咽/P邻M唤指示判决定割采用白24融饭或收12肝纤小时跳格式嚼DS构13敬02本抗与单辞片机诉之间帆能简旅单地库采用刺同步拴串行透的方粗式进敲行通懂信仅兽需用笨到三改个口望线孟1额RE振S啦复位额2瞧I/杠O枝数据帮线阿3雅SC希LK糊串行蔑时钟扛时钟中/R额AM涝羊的读始/猫写数背据以踢一个风字节默或多捐达龟31术降个字注节的恭字符繁组方浓式通杂信紫DS纠13使02惜得工作炉时功驴耗很不低保倾持数晓据和其时钟抹信息也时功简率小稀于典1m征W拍。执DS诵13乓02本星是由械DS破12幼02泡哭改进亲而来悔增加岗了以访下的摩特性须双电滨源管抽脚用逃于主秧电源颠和备牲份电耀源供峰应轨Vc融c1揉袋为可幅编程宴涓流隙充电秤电源旅附加退七个猫字节夸存储筐器它泊广泛逼应用纲于电瑞话传焰真便控携式鼓仪器醒以及果电池耀供电吸的仪旋器仪广表等辱产品麻领域次下面工将主银要的填性能推指标慰作一蚁综合你：识1.洲实时兆时钟忍具有叙能计轻算帽21辰00幕尽年之勤前的牧秒分贡时日专日期侄星期马月年运的能膜力还简有闰匪年调典整的自能力按2.去31顺×叶8共位暂教存数岗据存园储仪RA擦M严3.街撑串行补I/融O绍口方漫式使我得管锋脚数乖量最挥少彼4.骗艳宽范千围工腹作电具压体2.批0混-年5.挺5V泻5.需吃工作送电流良2.酱0V姜预时凉,胃小于侦30碌0n样A盾6.拜守读煮/陕写时气钟或俭RA漂M宫数据扒时有符两种坊传送丸方式洞单字瓦节传概送和懒多字乌节传装送厅7.侍弄8胀脚枝DI村P初封装常或可送选的火8揭脚识SO敞IC歪错封装慢（根棋据表去面装桌配）蜓8.雹休简单愧3比线接器口旅9.内汉与扣TT鸟L症兼容贞Vc恢c=焰5V吨10岭.安可选杀工业呈级温两度范连围炒-4立0出℃反+刺85抵℃华3.育4.孝1酒血管脚悬说明雨管脚翻描述碧：涝被肃豪剥悄浙蜡月邪誓撇隐管尝脚配饺置：息图肝3-印3柴图量3康-4谱3.停4.罩2霜DS赞13渣02校时钟玻信号球设置糟模式练如图耗3-危5所音示六图颠3-厌5晶3.轿5桶堤LC束D1盐60挨2逗液晶蚂介绍技模块雄组件屑内部娱主要代由L厘CD雀显示极屏、弊控制份器、能列驱落动器恢和偏臣压产巩生电纳路构肌成。炎LC卡D显俯示屏切为壤行和零列交方叉形是成的箭点阵抵，以全5灰×柳8点饿阵的享字符摘结构三模式鸟和设铃置的草显示圣字符陡数目怀，选云择适葵宜的群行数聚，分昏单屏辱、双肚屏或漠者多勉屏显单示规便定的断字符炊。对夏于双弹屏或难者多链屏显见示结臂构的盖LC墙D，密每一木显示抓屏结曲构部当分，折均由执各自扶独立绝的使奋能信思号E虫控制思。碧列驱父动器板与控丝制器驱配套换使用卖，它役接收手来自训控制乞器的绣振荡弹、帧恐同步阵输出校、串照行输宇出的俯数据猎和移呆位及纺锁存杜脉冲密，产拿生列摸交流纸扫描六驱动翠信号懒。进控制闷器接勺受来拉自M殿PU鸟的指娇令和熄数据悦，控痰制着豆整个当模块层的工宫作，日由C旷GR供OM焰、C郑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