基于单片机的多功能电子万年历的设计( 四 ) _万年历

19、机，通过单片机的数据处理，配合复位电路以及时钟电路来驱动LCD显示和闹铃音乐，从而实现该数字万年历的各项功能。单片机是整个系统的核心，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器，AVR公司的Mega系列能完成本系统所要求的所有功能，所以选用单片机ATmega16；时钟芯片采用DALLAS公司的DS1302涓流充电时钟芯片；按键电路拟采用四个按键，分别实现校时、定时功能，并且定时时间到可报时；显示电路采用12864点阵字符液晶显示器；语音系统是提示用户系统的实时状态或对系统进行操作，语音电路可提供整点报时、闹铃等功能，本系统选用简单的蜂鸣器来完成。系统整体设计框图如图 2-1 所示：图 2-1
20、系统总体框图2.2 计时方案时钟是本电子万年历最主要的部分,根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案完全用软件实现走时,原理为：利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60，则清零分字节，并将时字节值加 1；若时值达到 24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点,但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高,而且，由于是软件实现，当单片机不上电万年历算法，程序不执行时，时钟将不工作。方案二：采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS1302 。该芯片内部采用
21、石英晶体振荡器，其芯片精度不大于 10ms/年，可直接读取时间、日期，使得软件编程相对简单。而且 DS1302 可以在很小电流的后备电源（2.5V-5.5V，在2.5V 时耗电小于 300nA）下继续计时，时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作。基于时钟芯片的上述优点，本电子万年历设计采用方案二完成时钟的功能。2.3 温度检测方案方案一：采用传统的方法，测温元件用热电偶或热电阻，但它们测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。方案二：用一种智能传感器 DS18B20 作为检测元件，测温范围-55125，分辨率最大
22、可达 0.0625 。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，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。基于 DS18B20 的上述优点，本电子万年历的测温设计采用方案二完成温度的检测。2.4 显示方案方案一：采用数字万年历显示。数字万年历亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单、有限，在本题目中应用受到很大的限制。方案二：采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。采用液晶显示界面友好清晰，操作方便，显示信息丰富。能使成品具有美观与人性化等特点，故采用此方案。2.5 本章小结章本章主要围绕电子万年历这一整套系统为主线展开，首先讲述了电子万年历的组成，然后介
23、绍了计时方案、温度检测方案和显示方案的论证比较，选择最优方案。第三章系统硬件设计本系统以单片机为核心控制器，包含了时钟芯片的接口、键盘接口、温度检测接口以及液晶显示输出接口，因此在硬件设计中合理分配单片机的输入输出端口尤为重要，通过综合比较市场上的元器件的价格以及分析单片机的I/O 口数量，本系统最终选择了AVR 单片机中的 MEGA16 型，设计的硬件电路图见附录2，其单片机的I/O的分配如下：11个I/O口用于液晶显示，4个I/O口用于按键输入，3个 I/O 口用于时钟芯片，1个 I/O口用于温度检测，1个I/O口用于声音输出，单片机的20个I/O口充分利用。下面从系统硬件的各个组成部

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