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电子万年历的设计与制作
一、设计目的及意义
(1)在学习了《数字电子技术》和《单片机原理及接口技术》课程后,为了加深对理论知识的理解,学习理论知识在实际中的运用,培养动手能力和解决实际问题的经验让学生接触专用时钟芯片DS1302,并会用DS1302芯片开发时钟模块,应用到其他系统中去。熟悉WAVE软件调试程序和仿真.
(2)、通过实验提高对单片机的认识;
(3)通过实验提高焊接、布局、电路检查能力;
(4)、通过实验提高软件调试能力;
(5) 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
(6) 通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解表关电路参数的计算方法。
(7)通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
(8) 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使学生了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应打下基础。
二、设计内容要求
电子万年历能显示阳历年、月、日、星期、[小]时、分、秒和阴历月、日,在显示阴历时间时能标明是否为闰年。
三、方案选择与实验基本原理。
按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块共4个模块组成,电路系统构成框图如图L1所示。主控芯片使用51系列AT89c52单片机,时钟芯片使用美国DALLAs公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DSl302。采用DSl 302作为主要计时芯片,可以做到计时准确。更重要的是,DSl302可以在很小电流的后备电源(2.5—5.5v电源,在2.5v时耗电小于300 nA)下继续计时,并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电。 显示模块采用普通的共阳LED数码管,键输入采用查询法实现调整功能。
图1 电子万年历电路系统构成框图
系统硬件电路的设计
图2为电子万年历电路设计原理图,系统由主控制器AT89C52、时钟芯片DSl302、串口显示电路及键扫描电路组成。
图2电子万年历电路设计原理图
3.3.1 主控制器AT89C52
ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计,由先进工艺制造,
并带有非易失性F1ash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位cMos微处理芯片,市
场应用最多。主要性能特点有:
●8KH F1ash ROM,可以擦除1000次以上,数据保存10年
●256字节内部RAM。
●电源控制模式
——时钟可停止和恢复
——空闲模式;
——掉电模式。
●6个中断源。
●4个中断优先级。
●4个8位I/O口。
●全双工增强型UART。
●3个16位定时/计数器,To、T1(标准80c51)和增加的T2(捕获和比较)。
●全静态工作方式:0-24MH z。
3.3.2 时钟电路DSl302
1.ds1302的性能特性
●实时时钟,可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数;
●用于高速数据暂存的31×8位RAM;
●最少引脚的串行I/o;
●2.5—5.5V电压工作范围;
●2.5V时耗电小于300 nA;
●用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节(脉冲方式)数据传送方式;
●简单的3线接口;
●可选的慢速充电(至Vcc1)的能力。
D51302时钟芯片包括实时时钟/日历和3l字节的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/ 日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月利月末的日期自动进行调整,还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24H或带AM(上午)/PM(下午)的12H格式。采用三线接口与cPu进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。Dsl302有主电源/后备电源双电源引脚:Vcc1在单电源与电他供电的系统中提供低电源,并提供低功率的电池备份;Vcc2在双电源系统中提供主电源,在这种运用方式中,Vcc1连接到备份电,以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。Ds1302由Vcc1或vcc2中较大者供电。当vcc2大于Vcc1十o.2v时,vcc2v给DSl302供电;当vcc2小于Vcc1时,DSl302由Vcc1供电。
2.DSl302数据操作原理
Dsl 302在任何数据传送时必须先初始化,把RsT脚置为高电平,然后把8位地址和命令字装入移位寄存器,数据在scLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期,开始8位指定40个寄存器中哪个将被访问到。在开始8个时钟周期,把命令字节装入移位寄存器之后,另外的时钟周期在读操作时输出数据,在写操作时写
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