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ATmega128L單片機(jī)在萬年歷中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

作者: 時間:2010-12-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高電子萬年歷正逐步走進(jìn)人民大眾的生活,其因壽命長、誤差小而且用漢字直觀顯示年月日、時分秒、農(nóng)歷、生肖、室溫等豐富的內(nèi)容。

1 設(shè)計(jì)要求與采用方案

1.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

(1)基本功能:a.漢字顯示年月日、時分秒、星期;b.漢字顯示天干地支紀(jì)年、農(nóng)歷日期、24節(jié)氣,12生肖;c.顯示室溫;d.整點(diǎn)蜂鳴器報時,定時鬧鈴時間到則蜂鳴器提示;e.通過4個按鍵,用來設(shè)置時間和進(jìn)行定時設(shè)置。

(2)創(chuàng)新設(shè)計(jì):a.采用128×64的LCD顯示萬年歷內(nèi)容;b.采用ISD111O語音模塊播放鬧鈴鈴聲。

1.2 系統(tǒng)基本方案選擇

1.2.1

系統(tǒng)的采用高性能、低功耗的AVRATmegal28L微控制器。系統(tǒng)利用4個外部中斷接4個獨(dú)立式按鍵來進(jìn)行參數(shù)、功能的設(shè)置,蜂鳴器用來整點(diǎn)提示和鬧鈴提示。程序下載可通過預(yù)留ISP接口方便地對系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級、添加或裁剪系統(tǒng)功能。

1.2.2 顯示模塊

液晶顯示模塊是128×64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,內(nèi)置國標(biāo)GB2312碼簡體中文字庫(16×16點(diǎn)陣)、128個字符 (8×16點(diǎn)陣)及64×256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)??膳c直接接口,提供兩種接口來連接微處理機(jī):8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能:光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。

1.2.3 時鐘芯片

采用時鐘芯片實(shí)現(xiàn)時鐘,芯片是一種高性能的時鐘芯片,可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù),而且精度高,工作電壓2.5V~5.5V范圍內(nèi),2.5V時耗電小于300nA。

1.2.4 溫度傳感器

采用數(shù)字式溫度傳感器,其僅需一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,易于與單片機(jī)連接,可以去除A/D漠塊,降低硬件成本,簡化系統(tǒng)電路。另外,數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖

a.JPG


2.2 系統(tǒng)硬件概述

本電路由AVR ATmegal28L單片機(jī)為控制核心,具有在線編程功能,低功耗,能在3V超低壓工作;時鐘電路由提供,它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時時鐘電路,可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計(jì)時,具有閏年補(bǔ)償功能,工作電壓為2.5V~5.5V。采用三線接口與單片機(jī)進(jìn)行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM 寄存器??僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時、分、秒,具有使用壽命長,精度高和低功耗等特點(diǎn),同時具有掉電自動保存功能,本設(shè)計(jì)中為DS1302增加了備用電池,當(dāng)主電源掉電時,備用電池自動為其供電;溫度的采集由構(gòu)成;顯示部份由128×64點(diǎn)陣的漢字圖形型LCD模塊來完成顯示功能;當(dāng)鬧鈴時間到時,通過ISD111O語音錄放模塊播放鬧鈴鈴聲。系統(tǒng)硬件實(shí)物圖見圖2。

e.jpg

2.3 主要單元電路的設(shè)計(jì)

2.3.1 單片機(jī)主控制模塊的設(shè)計(jì)

AVR ATmegal28L單片機(jī)為64引腳TQFP封裝,系統(tǒng)的ISP下載接口、晶振電路、復(fù)位電路、蜂鳴器電路如圖3所示。

b.JPG

2.3.2 時鐘電路模塊的設(shè)計(jì)

圖4為DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源,Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下,也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時,Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時,DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源,外接32.768 kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線,通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能:首先,RST接通控制邏輯,允許地址/命令序列送入移位寄存器;其次,RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時,所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化,允許對DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平,則會終止此次數(shù)據(jù)傳送,I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時,在Vcc大于等于2.5V之前,RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時,才能將RST置為高電平,I/O為串行數(shù)據(jù)輸入端(雙向)。SCLK始終是輸入端。

2.3.3 溫度采集模塊設(shè)計(jì)

如圖5所示。采用數(shù)字式溫度傳感器,它具有測量精度高,電路連接簡單的特點(diǎn),此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,使用PC7與DS18B20的I/O口連接加一個上拉電阻,VCC接電源,VSS接地。

2.3.4 顯示模塊的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用128×64漢字圖形顯示LCD模塊,一屏可顯示32個漢字(16×16點(diǎn)陣字庫),其接口如圖6所示。

c.JPG

2.3.5 語音錄放模塊

設(shè)計(jì)采用ISD1110語音芯片配合相應(yīng)的外圍元件構(gòu)成語音錄放電路,用來實(shí)現(xiàn)語音提示功能,其電路如圖7所示。

2.3.6 系統(tǒng)PCB圖

系統(tǒng)PCB如圖8所示。

f.jpg

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 程序流程框圖

設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖9所示。

d.JPG

3.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)界面

3.2.1 萬年歷主界面

如圖10所示,第一行顯示公歷的年月日,第二行顯示時分秒和星期,第三行顯示農(nóng)歷的天干地支紀(jì)年和農(nóng)歷月日,第四行顯示農(nóng)歷生肖、節(jié)氣以及當(dāng)前的氣溫。

3.2.2 日期時間設(shè)置界面

日期時間設(shè)置界面如圖11所示。

g.jpg

3.2.3 鬧鈴設(shè)置界面

鬧鈴設(shè)置界面如圖12所示。

4 結(jié)論

本文所介紹的萬年歷的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)調(diào)試成功,其功能全部實(shí)現(xiàn),本產(chǎn)品成本低、壽命長、誤差小、功能齊全,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。



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