电子万年历控制电路板方案开发

一、单片机设计原理

设计一种基于单片机控制的万年历，通过读取时钟芯片和温度传感器的输出，获得时间信息和温度信息。并在液晶屏幕上进行显。整个系统包括单片机主控模块，温度采集模块，显示模块，按键控制模块。

二、电子万年历设计思路

（一）设计目标：本课题是要设计一种基于单片机控制的万年历，通过读取时钟芯片和温度传感器的输出，获得时间信息和温度信息。并在液晶屏幕上进行显。整个系统包括单片机主控模块，温度采集模块，显示模块，按键控制模块。

（二）系统总体框架：本系统采用AT89S51单片机最小系统、电源电路、LCD显示驱动电路、温度采集电路、按键电路、时钟采集电路等组成。

三、电子万年历硬件电路设计

本系统采用AT89S51单片机最小系统、电源电路、LCD显示驱动电路、温度采集电路、按键电路、时钟采集电路等组成。下面对硬件电路设计进行详细的说明。

（一）电源电路设计：电源供电路，是硬件电路工作的基础，本设计中电源的输入电压选择直流24V，由开关电源为系统供电。在图中电源芯片的2脚为电源的输入端，将VIN接在开关电源的正极输出端。D1为二极管，在电路中的作用是防反接保护，如果操作者将电源接反，系统不会对外供电。C18，C19为滤波电容。C12和C11组成输入滤波电路。滤波电路中C19可滤除直流输出中的高频分量，C18选择点解电容，利用电解电容的隔直流通交流特性滤除开关电源输出中参杂的交流分量。SW脚是电源芯片的直流输出，因为电源芯片为开关型，在芯片输出会出现交流的分量，因此设计中选择L1滤波电感和C33C20组成了输出滤波电路。D2在电路中起到续流的作用，保护芯片不被产生的感应电压击穿。

（二）单片机最小系统设计：系统主控电路由MCU及XTAL电路和复位电路组成，该电路作为整个系统基础电路为MCU工作提供时钟和复位等重要功能。C2和C3为起振电容，晶振为12MHz，复位引脚为复位引脚，由C1和R10组成复位电路，一旦按键被按下，RST引脚电平拉低，会使单片机复位。单片机最小系统是整个硬件设计的基础，当单片机最小系统正常工作后，设计的程序就可以正常的执行。单片机的40脚接电源，20引脚接地，主要讲这两个引脚上单片机就可以正常的供电。经过上电复位后，单片机就可以正常运行程序存储里程序，实现系统的输入和输出控制。

（三）液晶显示电路设计：单片机和液晶的接口电路可以使串行连接和并行连接方式两中方式实现，串行的连接方式可以节省单片的IO资源，如果在设计中出现IO资源紧张的情况下可以选择这样的接口方式，但是串行的接口方式使液晶的读写速度较慢。可能会造成显示的延时现象出现。本设计经过计算输入和输出IO口已经足够满足系统的要求，选择并行的接口通讯方式。并行传输虽然占用较多的IO资源，但是由于传输速度更快保障了显示的准确性。液晶的操作需要对液晶的片选线、读写线、使能线和数据先进操作，本设计中单片机P00-P07接液晶的DB0-DB7接口，P22P23P24分别接口已液晶的RSRWE。液晶的5脚是背光输出引脚，设计中通过和滑动变阻器和该引脚相连接通过改变电阻的大小的方法实现对液晶背光输出的控制。

（四）时钟电路设计：DS1302是8脚SOP封装的实时时钟芯片，1和8是电源引脚，可以选择电池和主电源掉电，时钟芯片也会正常计时。这里给时钟芯片提供两种电源，防止掉电时间不准。使用32.768KHz晶振，匹配两个22pF的起振电容。设计中通过P10引脚接时钟芯片的7脚用于提供芯片的读写时序，P12接芯片的5脚用于对芯片实现复位用。操作该芯片时首先应该先对芯片进行复位操作，操作完成后单片机通过控制7脚发出读写时序，然后通过6脚对初始时间进行设置。通过80H到88H中的写寄存器命定对当前时间进行设置，设置完成后芯片自动进行计时。当需要读取系统时间通过读取时间命令将时间从芯片中读取出来。

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