公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路。它可以对年月日周日时分秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年月日周日时分秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用单片机作为核心，功耗小，能在的低压工作，电压可选用电压供电。综上所述此万年历具有读取方便显示直观功能多样电路简洁成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。关键词时钟电钟，动态扫描，单片机淄博职业学院第章设计要求与方案论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统基本方案选择和论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机芯片的选择方案和论证„„„„„„„„„„„„„„„„显示模块选择方案和论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„时钟芯片的选择方案和论证„„„„„„„„„„„„„„„„„温度传感器的选择方案与论证„„„„„„„„„„„„„„„„第二章系统的硬件设计与实现„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电路设计框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„系统硬件概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要单元电路的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机主控制模块的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„时钟电路模块的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„温度采集模块设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电路原理及说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„显示模块的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第三章系统的软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„程序流程框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„子程序的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„温度子程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„读写子程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第四章指标测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„测试仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件测试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„软件测试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„测试结果分析与结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢词„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录系统电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„淄博职业学院附录二系统程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附录三系统使用说明书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„淄博职业学院第章设计要求与方案论证设计要求基本要求具有年月日星期时分秒等功能时间与阴阳历能够自动关联具有温度计功能④具备年月日星期时分秒校准功能创新要求具有上下课响铃功能具有防御报警功能系统基本方案选择和论证单片机芯片的选择方案和论证方案采用芯片作为硬件核心，采用，内部具有存储空间，能于的超低压工作，而且与系列单片机完全兼容，但是运用于电路设计中时由于不具备在线编程技术，当在对电路进行调试时，由于程序的修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成定的损坏。方案二采用，片内全都采用能以的超底压工作同时也与系列单片机完全该芯片内部存储器为存储空间，同样具有的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以选择采用作为主控制系统显示模块选择方案和论证方案采用液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用液晶显示屏方案二采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，所以也不用此种作为显示方案三采用数码管动态扫描，数码管价格适中，对于显示数字最合适，而且采用动淄博职业学院态扫描法与单片机连接时，占用的单片机口线少。所以采用了数码管作为显示。时钟芯片的选择方案和论证方案直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年月日星期时分秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。方案二采用时钟芯片实现时钟，芯片是种高性能的时钟芯片，可自动对秒分时日周月年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高，位的做为数据暂存区，工作电压范围内，时耗电小于温度传感器的选择方案与论证方案使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行转换。此设计方案需用转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。方案二采用数字式温度传感器，此类传感器为数字式传感器而且仅需要条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高测量范围广等优点。电路设计最终方案决定综上各方案所述，对此次作品的方案选定采用作为主控制系统提供时钟数字式温度传感器数码管动态扫描作为显示。淄博职业学院第二章系统的硬件设计与实现电路设计框图系统硬件概述本电路是由单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在超低压工作时钟电路由提供，它是种高性能低功耗带的实时时钟电路，它可以对年月日周日时分秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为。采用三线接口与进行同步通信，并可采用突发方式次传送多个字节的时钟信号或数据。内部有个的用于临时性存放数据的寄存器。可产生年月日周日时分秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能温度的采集由构成显示部份由个数码管，译码器构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。主要单元电路的设计单片机主控制模块的设计单片机为引脚双列直插芯片，有四个口单片机共有个位的口，每条线都能地作输出或输入。单片机的最小系统如下图所示，引脚和引脚接时钟电路，接外部晶振和微调电容的端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，接外部晶振和微调电容的另端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出第引脚为复位输入端，接上电容，电阻及开关后够上电复位电路，引脚为接地端，引脚为电源端如图所示主控制模块时钟模块数码管动态扫描显示模块温度采集模块键盘模块淄博职业学院图主控制系统时钟电路模块的设计图示出的引脚排列，其中为后备电源，为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。由或两者中的较大者供电。当大于时，给供电。当小于时，由供电。和是振荡源，外接晶振。是复位片选线，通过把输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。输入有两种功能首先，接通控制逻辑，允许地址命令序列送入移位寄存器其次，提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对进行操作。如果在传送过程中置为低电平，则会终止此次数据传送，引脚变为高阻态。上电动行时，在大于等于之前，必须保持低电平。中有在为低电平时，才能将置为高电平，为串行数据输入端双向。始终是输入端。淄博职业学院图的引脚图温度采集模块设计如图所示。采用数字式温度传感器，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要条数据线进行数据传输，使用与的口连接加个上拉电阻，接电源，接地。图温度采集电路原理及说明时钟芯片的工作原理在每次进行读写程序前都必须初始化，先把端置，接着把端置，最后才给予脉冲读写时序如下图所示。图为的控制字，此控制字的位必须置，若为则不能把对进行读写数据。对于位，若对程序进行读写时，对时间进行读写时，。位至位指操作单元的地址。位是读写操作位，进行读操作时，该位为该位为则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入输出的。表为的日历时间寄存器内容是时钟暂停标志位，当该位为时，时钟振荡器停止，处于低功耗状态当该位为时，时钟开始运行。淄博职业学院是写保护位，在任何的对时钟和的写操作之前，必须为。当为时，写保护位防止对任寄存器的写操作。的控制字节的控制字如表所示。控制字节的高有效位位必须是逻辑，如果它为，则不能把数据写入中，位如果，则表示存取日历时钟数据，为表示存取数据位至位指示操作单元的地址最低有效位位如为表示要进行写操作，为表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出表的控制字格式数据输入输出在控制指令字输入后的下个时钟的上升沿时，数据被写入，数据输入从低位即位开始。同样，在紧跟位的控制指令字后的下个脉冲的下降沿读出的数据，读出数据时从低位位到高位。如下图所示图读写时序图的寄存器有个寄存器，其中有个寄存器与日历时钟相关，存放的数据位为码形式，其日历时间寄存器及其控制字见表。淄博职业学院表的日历时间寄存器此外，还有年份寄存器控制寄存器充电寄存器时钟突发寄存器及与相关的寄存器等。时钟突发寄存器可次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。与相关的寄存器分为两类类是单个单元，共个，每个单元组态为个位的字节，其命令控制字为，其中奇数为读操作，偶数为写操作另类为突发方式下的寄存器，此方式下可次性读写所有的的个字节，命令控制字为写读。显示模块的设计如图所示，采用动态扫描显示，由个数码管，译码器接限流电阻，再接三极管接到共阳数码管的端作为