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

作者：時(shí)間：2010-12-20 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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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(wàn)年歷正逐步走進(jìn)人民大眾的生活，其因壽命長(zhǎng)、誤差小而且用漢字直觀顯示年月日、時(shí)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．LCD漢字顯示年月日、時(shí)分秒、星期；b．LCD漢字顯示天干地支紀(jì)年、農(nóng)歷日期、24節(jié)氣，12生肖；c．LCD顯示室溫；d．整點(diǎn)蜂鳴器報(bào)時(shí)，定時(shí)鬧鈴時(shí)間到則蜂鳴器提示；e．通過(guò)4個(gè)按鍵，用來(lái)設(shè)置時(shí)間和進(jìn)行定時(shí)設(shè)置。

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

1．2 系統(tǒng)基本方案選擇

1．2．1 單片機(jī)

系統(tǒng)的單片機(jī)采用高性能、低功耗的AVRATmegal28L微控制器。系統(tǒng)利用4個(gè)外部中斷接4個(gè)獨(dú)立式按鍵來(lái)進(jìn)行參數(shù)、功能的設(shè)置，蜂鳴器用來(lái)整點(diǎn)提示和鬧鈴提示。程序下載可通過(guò)預(yù)留ISP接口方便地對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)、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(guó)標(biāo)GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)(16×16點(diǎn)陣)、128個(gè)字符 (8×16點(diǎn)陣)及64×256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)?？膳c單片機(jī)直接接口，提供兩種接口來(lái)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(huà)面移位、睡眠模式等。

1．2．3 時(shí)鐘芯片

采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、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(shí)耗電小于300nA。

1．2．4 溫度傳感器

采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，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(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)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

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(shí)鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，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(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM 寄存器?？僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，具有使用壽命長(zhǎng)，精度高和低功耗等特點(diǎn)，同時(shí)具有掉電自動(dòng)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(shí)，備用電池自動(dòng)為其供電；溫度的采集由DS18B20構(gòu)成；顯示部份由128×64點(diǎn)陣的漢字圖形型LCD模塊來(lái)完成顯示功能；當(dāng)鬧鈴時(shí)間到時(shí)，通過(guò)ISD111O語(yǔ)音錄放模塊播放鬧鈴鈴聲。系統(tǒng)硬件實(shí)物圖見(jiàn)圖2。

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。

2．3．2 時(shí)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(shí)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(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，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(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)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(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)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(shí)，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(shí)，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DS18B20，它具有測(cè)量精度高，電路連接簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，此類(lèi)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(gè)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(gè)漢字(16×16點(diǎn)陣字庫(kù))，其接口如圖6所示。