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電子萬年歷控制電路板方案開發(fā)
一、單片機設計原理
設計一種基于單片機控制的萬年歷，通過讀取時鐘芯片和溫度傳感器的輸出，獲得時間信息和溫度信息。并在液晶屏幕上進行顯。整個系統(tǒng)包括單片機主控模塊，溫度采集模塊，顯示模塊，按鍵控制模塊。
二、電子萬年歷設計思路
（一）設計目標：本課題是要設計一種基于單片機控制的萬年歷，通過讀取時鐘芯片和溫度傳感器的輸出，獲得時間信息和溫度信息。并在液晶屏幕上進行顯。整個系統(tǒng)包括單片機主控模塊，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單片機最小系統(tǒng)、電源電路、LCD顯示驅(qū)動電路、溫度采集電路、按鍵電路、時鐘采集電路等組成。
三、電子萬年歷硬件電路設計
本系統(tǒng)采用AT89S51單片機最小系統(tǒng)、電源電路、LCD顯示驅(qū)動電路、溫度采集電路、按鍵電路、時鐘采集電路等組成。下面對硬件電路設計進行詳細的說明。
（一）電源電路設計：電源供電路，是硬件電路工作的基礎，本設計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，如果操作者將電源接反，系統(tǒng)不會對外供電。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，因為電源芯片為開關(guān)型，在芯片輸出會出現(xiàn)交流的分量，因此設計中選擇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，保護芯片不被產(chǎn)生的感應電壓擊穿。
（二）單片機最小系統(tǒng)設計：系統(tǒng)主控電路由MCU及XTAL電路和復位電路組成，該電路作為整個系統(tǒng)基礎電路為MCU工作提供時鐘和復位等重要功能。C2和C3為起振電容，晶振為12MHz，復位引腳為復位引腳，由C1和R10組成復位電路，一旦按鍵被按下，RST引腳電平拉低，會使單片機復位。單片機最小系統(tǒng)是整個硬件設計的基礎，當單片機最小系統(tǒng)正常工作后，設計的程序就可以正常的執(zhí)行。單片機的40腳接電源，20引腳接地，主要講這兩個引腳上單片機就可以正常的供電。經(jīng)過上電復位后，單片機就可以正常運行程序存儲里程序，實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入和輸出控制。
（三）液晶顯示電路設計：單片機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現(xiàn)，串行的連接方式可以節(jié)省單片的IO資源，如果在設計中出現(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?？赡軙斐娠@示的延時現(xiàn)象出現(xiàn)。本設計經(jīng)過計算輸入和輸出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確性。液晶的操作需要對液晶的片選線、讀寫線、使能線和數(shù)據(jù)先進操作，本設計中單片機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，設計中通過和滑動變阻器和該引腳相連接通過改變電阻的大小的方法實現(xiàn)對液晶背光輸出的控制。
（四）時鐘電路設計：DS1302是8腳SOP封裝的實時時鐘芯片，1和8是電源引腳，可以選擇電池和主電源掉電，時鐘芯片也會正常計時。這里給時鐘芯片提供兩種電源，防止掉電時間不準。使用32.768KHz晶振，匹配兩個22pF的起振電容。設計中通過P10引腳接時鐘芯片的7腳用于提供芯片的讀寫時序，P12接芯片的5腳用于對芯片實現(xiàn)復位用。操作該芯片時首先應該先對芯片進行復位操作，操作完成后單片機通過控制7腳發(fā)出讀寫時序，然后通過6腳對初始時間進行設置。通過80H到88H中的寫寄存器命定對當前時間進行設置，設置完成后芯片自動進行計時。當需要讀取系統(tǒng)時間通過讀取時間命令將時間從芯片中讀取出來。
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