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基于51单片机的电子万年历的设计

时间:2016-03-27 15:36来源:未知 作者:admin 点击:
摘 要 单片机毕业设计 的电子万年历是单片机系统的一个应用,由硬件和软件相配合使用。硬件由主控器、时钟电路、温度检测电路、显示电路、键盘接口5个模块组成。主控模块用AT89C52、时钟电路用时钟芯片DS1302、显示模块用LED数码管、温度检测采用DS18B20温度
 

摘  要

单片机毕业设计的电子万年历是单片机系统的一个应用,由硬件和软件相配合使用。硬件由主控器、时钟电路、温度检测电路、显示电路、键盘接口5个模块组成。主控模块用AT89C52、时钟电路用时钟芯片DS1302、显示模块用LED数码管、温度检测采用DS18B20温度传感器、键盘接口电路用普通按键接上拉电阻完成;软件利用C语言编程实现单片机程序控制。单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据,DS18B20采集温度信号送该给单片机处理,单片机再把时间数据和温度数据送给74LS154译码,然后通过三极管C9015放大驱动LED数码管显示阳历年、月、日、时、秒、闹钟、星期、温度。
关键词  电子万年历;单片机;温度传感器;时钟;数码显示

1 引言

随着微电子技术和超大规模集成电路技术的不断发展,家用电子产品不但种类日益丰富,而且变得更加经济实用,单片微型计算机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点,在各个领域得到了广泛的应用。电子万年历是一种应用非常广泛的日常计时工具,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。LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视,并且还可以扩展出多种功能。功能也越来越齐全,除了公历年月日、时分秒、星期显示及闹铃。但通过我们对各种电子钟表、历的不断观察总结发现目前市场的钟、历都存在一些不足之处,比如:时钟不精确、产品成本太高、无环境温度显示等,这都给人们的使用带来了某些不便。为此设计了一种功能全面、计时准确、成本低廉的基于51单片机的万年历。

2 功能要求

1. 万年历能用数码管显示阳历年、月、日、星期、[小]时、分、秒并设置指定时间的闹铃。
2. 数字式温度计要求测温范围-50~100°C, LED数码管直读显示。

3 方案论证与设计

3.1 控制部分的方案选择

1. 用可编程逻辑器件设计。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。设计起来结构清晰,各个模块,从硬件上设计起来相对简单,控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点,EDA在功能扩展上比较受局限,而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲,用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。
    2. 用凌阳16位单片机设计。凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基,方便本实验的设计。它的准确度相当高,并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大,方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理,可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展,使设计更加完善。成本也相对低一些。但是,在控制与显示的结合上有些复杂,显示模组资源相对有限,而且单片机的稳定性不是很高。
3. 主控芯片使用51系列AT89C52单片机,时钟芯片用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的时钟DS1302。采用DS1302作为主要计时芯片,可以做到计时准确。更重要的是,DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5~5V电源,在2.5V时耗电小于300nA)下继续计时,停电后时钟无需重新调整,并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电,还可自设闹铃,阳历、星期与年月日自动对应。本系统采用了此方案。

3.2 测温部分的方案选择

1.在日常生活及工农业生产中经常要乃至温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持,硬件电路复杂,软件调试复杂,制作成本高。
2.与前面相比,采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为-55~125°C,最大分辨率可达0.0625°C。DS18B20可以直接读出被测温度值,而且采用3线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。

3.3 显示部分的方案选择

1. 液晶显示方式。液晶显示效果出众,可以运用菜单项来方便操作,但是在显示时,特别是使用秒表功能时扫描速度跟不上,屏幕会有明显的闪烁。而且由于61板的存储空间有限,液晶显示就不能与语音播抱程序同时实现。这些大大影响了电子万年历的性能。
2. 相比液晶显示,8段数码管虽然操作比液晶显示略显繁琐,但可视范围十分宽,而且经济实惠,也不需要复杂的驱动程序。所以最后选择LED数码管显示方案。
综上所述,按照系统设计功能的要求,确定硬件系统由主控制器、时钟模块、测温电路、显示模块、键盘接口共5个模块组成,总体系统构成框图如图3.1所示。

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