電子萬年歷控制電路板方案開發(fā)

一、單片機(jī)設(shè)計(jì)原理

設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)控制的萬年歷，通過讀取時(shí)鐘芯片和溫度傳感器的輸出，獲得時(shí)間信息和溫度信息。并在液晶屏幕上進(jìn)行顯。整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊，溫度采集模塊，顯示模塊，按鍵控制模塊。

二、電子萬年歷設(shè)計(jì)思路

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)：本課題是要設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)控制的萬年歷，通過讀取時(shí)鐘芯片和溫度傳感器的輸出，獲得時(shí)間信息和溫度信息。并在液晶屏幕上進(jìn)行顯。整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊，溫度采集模塊，顯示模塊，按鍵控制模塊。

（二）系統(tǒng)總體框架：本系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、LCD顯示驅(qū)動(dòng)電路、溫度采集電路、按鍵電路、時(shí)鐘采集電路等組成。

三、電子萬年歷硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、LCD顯示驅(qū)動(dòng)電路、溫度采集電路、按鍵電路、時(shí)鐘采集電路等組成。下面對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說明。

（一）電源電路設(shè)計(jì)：電源供電路，是硬件電路工作的基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)中電源的輸入電壓選擇直流24V，由開關(guān)電源為系統(tǒng)供電。在圖中電源芯片的2腳為電源的輸入端，將VIN接在開關(guān)電源的正極輸出端。D1為二極管，在電路中的作用是防反接保護(hù)，如果操作者將電源接反，系統(tǒng)不會(huì)對(duì)外供電。C18，C19為濾波電容。C12和C11組成輸入濾波電路。濾波電路中C19可濾除直流輸出中的高頻分量，C18選擇點(diǎn)解電容，利用電解電容的隔直流通交流特性濾除開關(guān)電源輸出中參雜的交流分量。SW腳是電源芯片的直流輸出，因?yàn)殡娫葱酒瑸殚_關(guān)型，在芯片輸出會(huì)出現(xiàn)交流的分量，因此設(shè)計(jì)中選擇L1濾波電感和C33C20組成了輸出濾波電路。D2在電路中起到續(xù)流的作用，保護(hù)芯片不被產(chǎn)生的感應(yīng)電壓擊穿。

（二）單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)主控電路由MCU及XTAL電路和復(fù)位電路組成，該電路作為整個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)電路為MCU工作提供時(shí)鐘和復(fù)位等重要功能。C2和C3為起振電容，晶振為12MHz，復(fù)位引腳為復(fù)位引腳，由C1和R10組成復(fù)位電路，一旦按鍵被按下，RST引腳電平拉低，會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)正常工作后，設(shè)計(jì)的程序就可以正常的執(zhí)行。單片機(jī)的40腳接電源，20引腳接地，主要講這兩個(gè)引腳上單片機(jī)就可以正常的供電。經(jīng)過上電復(fù)位后，單片機(jī)就可以正常運(yùn)行程序存儲(chǔ)里程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入和輸出控制。

（三）液晶顯示電路設(shè)計(jì)：單片機(jī)和液晶的接口電路可以使串行連接和并行連接方式兩中方式實(shí)現(xiàn)，串行的連接方式可以節(jié)省單片的IO資源，如果在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)IO資源緊張的情況下可以選擇這樣的接口方式，但是串行的接口方式使液晶的讀寫速度較慢?？赡軙?huì)造成顯示的延時(shí)現(xiàn)象出現(xiàn)。本設(shè)計(jì)經(jīng)過計(jì)算輸入和輸出IO口已經(jīng)足夠滿足系統(tǒng)的要求，選擇并行的接口通訊方式。并行傳輸雖然占用較多的IO資源，但是由于傳輸速度更快保障了顯示的準(zhǔn)確性。液晶的操作需要對(duì)液晶的片選線、讀寫線、使能線和數(shù)據(jù)先進(jìn)操作，本設(shè)計(jì)中單片機(jī)P00-P07接液晶的DB0-DB7接口，P22P23P24分別接口已液晶的RSRWE。液晶的5腳是背光輸出引腳，設(shè)計(jì)中通過和滑動(dòng)變阻器和該引腳相連接通過改變電阻的大小的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶背光輸出的控制。

（四）時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)：DS1302是8腳SOP封裝的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，1和8是電源引腳，可以選擇電池和主電源掉電，時(shí)鐘芯片也會(huì)正常計(jì)時(shí)。這里給時(shí)鐘芯片提供兩種電源，防止掉電時(shí)間不準(zhǔn)。使用32.768KHz晶振，匹配兩個(gè)22pF的起振電容。設(shè)計(jì)中通過P10引腳接時(shí)鐘芯片的7腳用于提供芯片的讀寫時(shí)序，P12接芯片的5腳用于對(duì)芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)位用。操作該芯片時(shí)首先應(yīng)該先對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位操作，操作完成后單片機(jī)通過控制7腳發(fā)出讀寫時(shí)序，然后通過6腳對(duì)初始時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。通過80H到88H中的寫寄存器命定對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后芯片自動(dòng)進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)需要讀取系統(tǒng)時(shí)間通過讀取時(shí)間命令將時(shí)間從芯片中讀取出來。

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