多功能电子台历第七组.doc

HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL－TECHNOLOGY COLLEGE

设计课题：多功能电子台历

专业（系） 电气工程系
学生姓名 刘彪，龚春梅，杨芳文，游桂凤
指导老师 陈新喜
完成日期 2011年3月21日

目 录
第一章 前言
第二章 项目介绍和项目分析
第三章 整体思路的介绍
第四章 整体结构图
第五章 硬件部分
5.1 单片机最小系统
5.2 LCD显示模块
5.3 温度传感器DS18B20，时钟芯片DS1302，存储芯片AT24C02的相关知识
第六章 软件部分
第七章 设计心得

前 言
随着电子科技的不断发展，传统的挂历已被一些高档的电子台历所取代，与传统的挂历相比，多功能电子台历融合了挂历，时钟以及温度计的优点，能昼夜清晰显示，集年、月、日、时、分、秒、日期，温度于一体，外观新颖，造型别具一格。挂历只能用一年，而电子台历则不一样，由于它可以自动识别闰年、公历、农历、大小月份、农历，星期能自动对应公历无须调整。但考虑到其寿命原因，至少也可用5—8年。在价格相差不大的情况下，多功能电子台历的性价比显然要高的多，就其阅读功能而言，多功能电子台历阅读起来更加方便，这比传统的挂历要强大的多。其实现的方法也很简单，用一个单片机，DS1302实时时钟芯片，存储芯片AT24C02和LCD液晶显示器就可以实现，由此可见，多功能电子台历的市场经济开发价值要比挂历要高的多，多功能电子台历取代传统的挂历已成为不可抵挡的趋势。
项目介绍
项目介绍：实常生活中，电子时钟到处可见，一般功能为：日历（公、农）、时间、温度、节气显示等，利用单片机实验板，并制作一定的外围电路，编写程序设计制作一个多功能电子台历，具体要求如下：
具有时钟功能，能显示实时时间、日期
具有修改功能，能方便修改时间、日期
具有定时功能，能设定最多20组定时
具有定时模式选择，可以选择每天/每周重复
实时温度功能
发挥部分：
语音报时提示功能
生日提示功能
其他实用功能
学习目的：
通过设计制作，掌握I2C总线，SPI总线，并行总线相关知识
项目分析
项目功能分析：1.时钟功能，能显示实时时间、日期
2.修改功能，能方便修改时间、日期
3.定时功能，能设定最多20组定时
4.定时模式选择，可以选择每天/每周重复
5.温度功能
任务分析：
1.分析单片机实验板原理图，选择实验板中合适的硬件资源，搭建硬件平台（单片机最小系统，LCD显示模块，温度传感器DS18B20，时钟芯片DS1302，存储芯片AT24C02等；
2.软件组成，LCD显示函数，读温度函数，读写时间函数，读写存储器函数，主函数，其他相关函数
所需知识：
模数电相关知识，protel,DS18B20,LCD,AT24C02,DS1302，I2C总线，SPI总线，并行总线等

整体思路的介绍
1.熟悉课题，明确任务，查阅相关资料，确定总体设计方案；
2.根据各部分的功能划分功能模块，确定每一模块的硬件组成，合理选取有相应功能的器件；
3.进行硬件设计，把各器件组成相应功能的模块，并把各功能模块进行电气连接，形成总的功能系统；
4.进行软件设计，编写程序，实现各模块功能，使整个系统能够良好的运气；
5.进行调试，检查各模块功能能否完全实现。

整体结构图

A
T
2
4
C
0
2
键 盘
显 示 器
时钟电路
复位电路
电源电路
驱动电路

硬 件 部 分
单 片 机 最 小 系 统
LCD显示模块
对于YB12864ZA的LCD驱动电压为5V，没有配置倍压电路，而是V0直接接VCC，用作LCD驱动，对比度不可调。
YB12864ZA没有Vout脚。Vout电压直接通过降压处理供给V0。对比度已经锁定。如果一定要调节对比度，可以通过V0对电源VCC之间增大电阻值来调低对比度。但不可以调深。

温度传感器DS18B20
DS18B20基本知识 ： DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20的特点 ：
1.只要求一个端口即可实现通信。
2.在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 3.实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
4.测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。
5.数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
6.内部有温度上、下限告警设置。

时钟芯片DS1302
􀁺 实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力;
􀁺 31 8 位暂存数据存储RAM;
􀁺 串行I/O 口方式使得管脚数量最少;
􀁺 宽范围工作电压2.0 5.5V;
􀁺 工作电流2.0V 时,小于300nA;
􀁺 读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式;
􀁺 8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配;
􀁺 简单3 线接口;
􀁺 与TTL 兼容Vcc=5V;
􀁺 可选工业级温度范围-40 +85;
􀁺 与DS1202 兼容;
􀁺 在DS1202 基础上增加的特性;
对Vcc1 有可选的涓流充电能力;
双电源管用于主电源和备份电源供应;
备份电源管脚可由电池或大容量电容输入;
附加的7 字节暂存存储器;

存储芯片AT24C02
概述
CAT24WC01/02/04/08/16是一个1K/2K/4K/8K/16K位串行CMOS E2PROM,内部含有128/256/512/1024/2048个八位字节，CATALYST公司的先进技术实质上减少了器件的功耗，CAT24WC01有一个8字节页写缓冲器，CAT24WC02/04/08/16有一个16字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

I2C总线作用
　　在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
I2C总线定义I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。
I2C总线协议
I2C总线协议定义如下：
（1） 只有在总线空闲时才允许启动数据传送。
（2） 在数据传送过程中，当时钟为高电平时，数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变。时钟线为高电平时，数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或终止信号。
起始信号：
时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为I2C总线的起始信号
停止信号：
时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号
SPI总线
----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种SPI总线协议。
SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
并行总线
　　并行总线，就是并行接口与计算机设备之间传递数据的通道。采用并行传送方式在微型计算机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口，它有2个主要特点；一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设之间采用应答式的联络信号来协调双方的数据传送操作，这种联络信号又称为握手信号。

软件部分
设计心得

在学校的学习生活中，自主学习是很重要的一环。其目的就是能在实际的生产生活中能更好的发挥自己的主动性，把知识转化为生产力，将来能更好的为社会服务，提高个人在社会中的价值。作为对学习成果的真正检验，不光是能通过考试，更重要的是所学能有所用。为了很好的利用这些学习机会，不仅要运用所学知识，还要在实习中更多的学会自学，以提高自己的综合能力，使自己能更好的适应如今飞速发展的社会。为今后的毕业设计打下了坚实基础。
通过这次的学习，让我们认识到学习不是一天两天的事，其实 是一个循序渐进的过程，是一个不断积累的过程，海纳百川 终归其大，这就是积累的作用。只要你一步一个脚印的走下去，必能拥抱成功。还有，学习应该注重课本知识，正所谓：书本书本，我们应该以书为本，牢固掌握好书本上的基本知识。然而，世上没有原本就很难或是很容易的事，古人云：天下事有难易乎，为之，则难者易也；不为，则易者难也。学习也是一样，会遇到很多困难，其实，困难并不可怕，只要我们不退缩，他就会成为我们走到成功彼岸垫脚石。换种说法说，当我们面前出现困难时，我们可以选择不直接冲过去，可以选择绕过去，但绝对不可以不过去！只要自己学进去了就会有“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”的快感。
总而言之，要想在未来的道路上走的更远更好，我们就应该从现在开始，抓紧每一分每一秒，努力学习坚持不懈，遇到事情要多动手，不要一味的去想，只有在实践中才能出真理。