万年历电子系统设计方案

万年历电子系统设计方案

一、设计要求与方案论证

1.1 项目设计容、功能、指标：

（１）基本要求

①具有年、月、日、时、分、秒等功能；

②具有自动判别闰年闰月的功能

③有一路闹钟

( 2 ) 创新要求

①具有闹钟功能，时间到后蜂鸣器响，led灯亮。

②设置的时间日期掉电不丢失

③具有温度计功能；

1.2项目设计方案和比较

1.2.1单片机芯片的选择方案和论证：

方案一:

采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:

采用STC89C52,片ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。

所以选择采用AT89S52作为主控制系统.

1.2.2 显示模块选择方案和论证：

方案一：

采用Lcd液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见。

方案二：

采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示. 方案三：

采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。

由于显示的容较多，采用led数码管不方便，所以采用了LCD液晶作为显示。

1.2.3时钟芯片的选择方案和论证：

方案一：

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。

方案二：

采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V围，2.5V时耗电小于300nA，但成本高。

最终确定采用方案一，直接用单片机定时器提供秒信号。

１.2.4温度传感器的选择方案与论证:

方案一：

使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。

方案二：

采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量围广等优点。

最终采用DS18B20。

1.2.5 掉电不丢失

采用EEROM 24C02存储设定的时间日期，实现掉电不丢失。

1.3 电路设计最终方案决定

综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用STC89C52作为主控制系统；单片机计数器提供时钟；数字式温度传感器18B20；LCD液晶屏作为显示；用独立按键控制时间的调整、闹钟的设定。

二.系统的硬件设计与实现

2.1 电路设计框图

2.2 系统硬件概述

本电路是由STC89C52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压

工作；时钟电路由单片机部计数器构成，每计1秒，产生一个终断，提供秒信号；采用E2ROM 1602存储，掉电不丢失；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由液晶显示屏1602构成。

2.3 主要单元电路的设计

2.3.1单片机主控制模块的设计

stc89c52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。

单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端. 如图-1 所示

图-1 主控制系统

2.3.2温度采集模块设计

如图-3所示。采用数字式温度传感器DS18B20，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用Ｐ2.7与DS18B20的I/O口连接加一个上拉电阻,Vcc接电源,1管脚接地。

图-3 DS18B20温度采集

2.3.3部计数器

用计数器的工作方式一，采用16位加一计数器， THx8位和TLx8位组成16位加1计数器，计数外部脉冲个数：1～65536(216)，计数的最大值为65536，定时时间(若T=1ms)：1ms～(65536×T=65.54ms)。

计数器工作原理框图如下

2.3.4 显示模块的设计

显示模块通过一块16脚的LCD1602组成。其中1、2脚接地，7、9、11分别接一个I/O口用于控制液晶的显示，13--28接P0的8个I/O口用于数据传输，29、31用于控制液晶的背光。如下图所示