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基于单片机的电子万年历的设计
作者：滕振芳;张昆
来源：《价值工程》2010年第06期
摘要:基于单片机的电子万年历以ATS52单片机为核心控制器,具有显示时间、日期、星期、温度,进行12/24时制转换、整点报时和设置闹铃的功能,具有很强的实用价值。本文介绍了其硬件电路的设计,并给出了主程序的流程图。
Abstract: Based on the singlechip, electronic calendar with MCU ATS52 microcontroller as core controller has the function of time, date, week, temperature display, 12/24 hours system for
conversion, on time alarm and alarm set, which has a strong practical value. This article describes the design of its hardware and shows the main program flow chart. 关键词:ATS52;单片机;时钟芯片 Key words: ATS52; singlechip; clock chip
中图分类号:TP36 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0063-01
随着近代大规模集成电路和单片机技术的成熟,出现了糅合多项先进电子技术及现代经典工艺的电子万年历代表了钟表计时业界跨跃性的进步,也给人们的生活带来了诸多方便。 本文设计的基于MCS-51单片机的电子万年历具有读取时间、日期、星期和温度的功能,并能够进行12/24时制转换、整点报时和设置闹铃。 1功能和外观
本文设计的电子万年历要求能够实现如下功能:
显示公历2001~2049年日历,星期自动对应,闰年、大、小月份自动调整;12/24时制转换;自动显示温度;在24小时内任意时刻设定4次定时闹铃,响闹时进行中文语音报时;在8~21点整点时敲整点钟声进行正点报时;亮度显示自动调节,即数码管显示亮度在晚上22点至早上7点降低亮度,使显示柔和不刺眼;时钟精度小于等于正负0.2秒/天;停电保持时钟运行十年以上;同时实现按键和红外遥控双重控制调时。
电子万年历的外部面板显示年、月、日、时、分、星期、温度以及12/24时制转换显示灯、走秒显示灯、定闹、整点报时显示灯。并标注生产厂家及其标志。
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2硬件设计
2.1 总体方案电子万年历包括硬件电路板、显示元件和产品外壳三个部分。
硬件电路板包括核心芯片电路、数码管驱动及显示电路、时钟芯片电路、温度感应、外部按键及语音输出电路几个部分。
核心芯片用来接收和处理外部信号及向外发部元器件发送控制命令,温度感应、外部按键和时钟芯片提供显示的时间、日期和温度信息,通过数码管驱动及显示电路放大单片机输出的电流,并送给数码管显示出来。语音输出电路在整点或定点闹铃时刻进行语音报时。 电路总体设计框图如图1所示。
2.2 元器件选用本文选用的单片机ATS52是一个低功耗,高性能的CMOS 8位单片机,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位处理器和8k ISP Flash存储单元,可反复擦写1000次,有效地降低开发成本。
时钟芯片选择的是DALLAS公司的新型时钟日历芯片DS12c887,能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息,自带可保存时间信息10年的锂电池。支持12/24时制,并可用二进制数或BCD码表示时间,能够满足设计要求。
温度芯片选用的是DALLAS公司的数字化温度传感器DS18B20,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55～+125℃,测温分辨率可达0.0625℃,它具有独特的单线总线接口方式,占用单片机的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存,性价比非常出色。
驱动芯片选用的是CH451,它是一款整合了数码管显示驱动、键盘扫描控制和μP监控的多功能外围芯片,内置RC震荡电路,可以动态驱动8位数码管或只LED发光管,具有BCD译码、闪烁、移位等功能,还可以进行键的键盘扫描。CH451通过级联的串行接口与单片机交换数据,并且提供上电复位和看门狗等监控功能。
语音芯片选用的是ISD1420,它采用CMOS技术,内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操作结束后,芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5μA。
根据外观设计要求,本文选用1.2英寸动态数码管,因为数码管的段电流是10MA,因此电源采用220V交流转5V/10W的普通电源即可。因为选用的数码管工作电压有3.6V和1.8V两种,电阻的阻值分别是140欧和320欧,因此选用1/8W的电阻。
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3软件设计
电子万年历的软件部分主要实现阳历、阴历计算,时间调整,语音报时等功能。采用模块化设计思想,便于程序的调试和维护,最终有C语言编程实现。主程序流程图如图2所示。 4总结
经过测试,本文设计的电子万年历具备显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电子计时器的发展趋势,具有广阔的市场前景。 参考文献:
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