基于单片机电子万年历的设计与实现
摘 要
当人类文明跨入新的爆炸性时代，新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。电子技术的应用无处不在，电子技术已经改变我们的生活方式，影响世界的发展。在这迅猛发展、效率当先的年代，人们的时间观念越发强烈，在快节奏的生活中，人们往往需要时间的提醒。而数字化的钟表给人们带来了极大的方便，能够定时提醒的系统得到了广泛的应用。由于单片机具有灵活性强、成本低、功耗低、保密性好等特点，所以电子日历时钟一般都以DS1302为核心，外加一些外围设备来实现。
本设计应用LPC2103微处理芯片作为中央控制器，结合实时时钟芯片DS1302，制作了一个万年历仪器，本设计包括硬件电路设计及软件设计。具有显示阳历的年、月、日、星期、时、分、秒,以及闹钟功能；能够对其现实的日历以及闹钟进行设置;能够显示室内温度，并保证温度误差为±1℃。
关键词：万年历 单片机 闹钟 温度 DS1302
The Design and Implementation of Electronic Calendar
Based on SCM
I
四川大学锦城学院本科毕业论文 基于单片机电子万年历的设计与实现
Major: Telecommunication Engineering
Student:Zhu Zhu Supervisor:Hu Yingbin
Abstract
When human civilization came into new explosive era, new products and technologies are in boom, electronic technology is changing quickly. Electronic technology applications are ubiquitous, electronic technology has changed the way we live, affect the development of the world. In this rapidly and efficiently developing world, the people's concept of time growing stronger, in the life of fast rhythm, people often need time to remind. While the digital clock has brought people great convenience, can regularly reminded of systems have been widely used. Due to the microcontroller, low cost with flexibility, low power dissipation, secrecy is good wait for a characteristic, so we often choose the DS1302 as core of electronic calendar clock ,adding some peripheral equipment to achieve.
This design applications LPC2103 micro processing chip as central controller, combined with real time clock chip DS1302, made a calendar instrument, the design includes hardware part and software part.First, it can display the Gregorian calendar year, month, day, week, hour, minute and second, as well as alarm clock function.Second, we can set calendar and alarm clock.Third, it can display the indoor temperature, and ensure temperature error for 1.
Key words: Calendar SCM Alarm Clock Temperature DS1302
目 录
1导 论 .......................................................................................................................................... 1
1.1选题意义 .......................................................................................................................... 1 1.2 设计任务 ......................................................................................................................... 1 2总体方案设计 ............................................................................................................................ 2
II
四川大学锦城学院本科毕业论文 基于单片机电子万年历的设计与实现
2.1总体框图设计 .................................................................................................................. 2 2.2主要模块分析和选择 ...................................................................................................... 3
2.2.1显示模块 ............................................................................................................... 3 2.2.2调节模块 ................................................................................................................ 4 2.2.3温度采集模块 ........................................................................................................ 5
3系统的硬件及电路设计 ............................................................................................................ 5
3.1系统的整体硬件原理图 .................................................................................................. 5 3.2 LPC2103 .......................................................................................................................... 6
3.2.1 概述 ....................................................................................................................... 6 3.2.2存储器接口 ............................................................................................................ 7 3.2.3 ARM7 TDMI-S 的结构 ........................................................................................ 8 3.3 DS1302 芯片及时钟电路设计 ....................................................................................... 8
3.3.1控制寄存器用来控制SQW/OUT 引脚的操作 ................................................... 8 3.3.2 DS1302复位和时钟控制 ...................................................................................... 8 3.3.3 DS1302的控制字节 .............................................................................................. 9 3.3.4 DS1302的片内寄存器 .......................................................................................... 9 3.3.5 时钟电路图 ......................................................................................................... 11 3.4键盘电路设计 ................................................................................................................ 12
3.4.1 键盘接口 ............................................................................................................. 12 3.4.2 按键设置 ............................................................................................................. 13 3.4.3按键开关去抖动问题 .......................................................................................... 13 3.5 显示电路设计 ............................................................................................................... 14 3.6 测温电路设计 ............................................................................................................... 15 4系统软件设计 .......................................................................................................................... 16
4.1程序设计框图 ................................................................................................................ 16 4.2 DS1302读取子程序Read1302 ..................................................................................... 17 4.3 DS1302写函数write1302 ............................................................................................. 18 4.4键盘扫描 ........................................................................................................................ 19 4. 5显示子程序display ...................................................................................................... 21 4. 6测温电路的设计 ........................................................................................................... 21
4.6.1温度传感器工作原理 .......................................................................................... 21 4.6.2 DS18B20与单片机的接口电路 ......................................................................... 25
III
四川大学锦城学院本科毕业论文 基于单片机电子万年历的设计与实现
4.7程序及仿真分析 ............................................................................................................ 25 5仿真与调试 .............................................................................................................................. 26
5.1仿真图分析 .................................................................................................................... 26 5.2程序调试与仿真结果 .................................................................................................... 27
5.2.1 DS1302电路调试 ................................................................................................ 27 5.2.2按键电路调试 ...................................................................................................... 28 5.2.3键盘子程序调试 .................................................................................................. 28
6结 语 ........................................................................................................................................ 29 附录 ............................................................................................................................................. 30
附录A 原理图 .................................................................................................................. 30 附录B LCD1602显示程序 ............................................................................................. 31 参考文献 .............................................................................................................................. 41 致谢 ............................................................................................................................................. 41
IV
1导 论
1.1选题意义
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。在其推动下，现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，电子技术的发展有力的推动着人类社会发展。
机械式钟表虽然也可以告知人们时间，也可以定时，显示日历。但是由于受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。
电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，室外广场，汽车站和火车站等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，更为先进的电子钟的研究有着良好的发展前景和市场潜力。
随着社会的进步，人们越来越青睐功能多样化的产品。温度实时显示系统技术已经发展成熟，比如空调遥控器上当前室温的显示、热水器温度的显示等等。如果能够在电子钟上利用电子技术实时性的准确的显示环境温度，那将为我们的生活、工作、和工业生产中带来极大的便利，同时也可以让我们随时的了解周围环境的变化以及必要措施的施行。
单片机之所以广泛被应用于各个领域,尤其是用于本设计，与单片机构成计算机应用系统所形成的下述特点有关：
1、单片机构成的应用系统有较大的可靠性。这些可靠性的获得除了依靠单片机芯片本身的高可靠性以及应用有最少的联接外，还可以方便地采用软、硬件技术；
2、系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统，应用系统有较高的软、硬件利用系数；
3、由于构成的应用系统是一个计算机系统，相当多的测、控功能由软件实现，故具有柔性特征，不须改变硬件系统就能适当地改变系统功能； 4、有优异的性能、价格比。
基于以上特点,本设计采用单片机来实现电子万年历功能。 1.2 设计任务
电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时间精确、体积小、界面
1