基于51单片机多功能万年历的设计与制作

 时间:2024-10-22 15:41:19

二十一世纪是一个电子化高度发展的时代,人们对于工具的追求也变得趋向于简洁、方便和高效率。然淤撸睾伽而,对时间的观念也越来越深,人们变得越来越注重时间,从而促使了时钟的发展。而DS1302芯片以它鹚兢尖睁的超长的使用寿命,稳定的性能,超低的耗电给电子钟带来更具市场竞争力的优势,将最终信息显示到一块LCD显示屏上,相对于过去的观看方式来说更加直观、全面。其按键模块可以完成对日期、时间的校准设置。采用3~5V电压供电。具有能耗低、安全、精确、稳定等特点,能满足人们对日常生活信息的基本需求,符合电子万年历的发展趋势。本次设计制作是以STC89C52为核心,DHT1DS1302实现温湿度、时间数据采集系统,并与按键电路、电源电路、复位电路、放大电路组成多功能万年历系统,通过LCD显示屏最终完成日、月、年、时、分、秒、温湿度等信息的显示。

基于51单片机多功能万年历的设计与制作

工具/原料

晶振

蜂鸣器

小电池座

电容

三极管

电阻

可变电阻

按键

电源开关

液晶

时钟芯片

STC89C52单片机

温湿度传感器

方法/步骤

1、单片机多功能日历的制作有很多种方法,采用供应街鹏袷敖链管理模式及应用技术是不同的,所以在设计和制作该系统功能的前提下,应考虑到系统环境、结构设计简单、容易完成,所选用鹚兢尖睁的器件要着重考虑其性能稳定、功耗、及其成本等因素。所设计的系统结构往往决定着元器件的选择,考虑到性能、稳定、功耗及其电路设计特点。本设计决定采用单片机STC89C52作为主控制系统,采用LCD12864液晶显示屏作为显示模块将最终数据提供给用户,时钟模块采用DS1302时钟芯片连接AT89C52以完成时间的计算功能,温湿度采集采用的是传感器DHT11芯片,采用3~5V直流电源为单片机及其他芯片完成供电,从而实现多功能万年历的功能。下图是系统框架图

基于51单片机多功能万年历的设计与制作

2、单片机芯片选择与论证单片机AT89C51箧咦切诏作为控制芯片,它具有4K字节的ROM闪存,可以在超低电压3V工作,并完全兼容M潮贾篡绐CS-51单片机,但是它不具备ISP在线编程技术,如果使用该芯片,在进行程序的编译调试时需要多次插拔芯片,这样就很容易造成芯片的损坏不利于制作,所以不使用此芯片。核心控制芯片选用单片机STC89C52,它拥有8千字节的闪存,同样完全兼容MCS-51系列单片机。此单片机的特点是在修复或者增减功能反复烧录程序时,不需要反复插拔芯片,这样就不会导致芯片的损坏。由于STC89C52拥有AT89C51的功能,并且拥有ISP在线编译技术,所以选用单片机STC89C52作为主芯片的设计。单片机STC89C52及其外围电路这个程序将使用新的单片机STC89C52为主控芯片,具有许多优点,传统的51单片机没有优势。具有超强的抗干扰能力,处理数据速度提高,最低工作电压仅需要3.3V,几乎可以满足普通单片机开发的所有要求,其管脚图如下图3-1所示。如图是单片机引脚图

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3、STC89C52是一个拥有40个引脚的微处理器,下面将对本设计所涉及到的瞿搋村乇端口进行详细说明。VCC端口(管脚40):电源端VSS端口(管脚20):接地端。P1.3斤舻浑趸、P1.P1.5端口(管脚6):P1端口(P1.0~P1.7,1~8号管脚):P1端口是一个双向的I/O端口,它的传输位宽为8,本身拥有上拉电阻。当端口收到的数据为1的时候,内部的上拉电阻就会将端口调为高的电位,这样就可以把它当做输入口使用。本设计将计时芯片连接以上端口作为输入口以完成对计时芯片输出信息的采集。RST端口(引脚9):这个端口是单片机的复位输入端口,当端口接收2个连续的高的电平输入进来,单片机就会实现复位操作。PXD/P3.1端口(管脚11):作为输入端口,将温湿度采集传感器与其相连利用端口特性完成对温湿度信息的采集。P3.3~P3.6端口(管脚13~16):利用以上端口完成按键信号的输入。P3.7端口(管脚17):利用此接口作为输出口配合一个三极管的放大功能完成对蜂鸣器的驱动。axtal1,axtal2端口(引脚19/18):两端口的单片机的反相放大器的输入,axtal1也是单片机的内部时钟电路的输入,此芯片本身就具有内部时钟发生电路,此设计在单片机外附加一个12M晶振元件以获得更加准确、稳定的时钟信号。P0.0~P0.7端口(管脚39~32):此设计利用以上几个端口连接LCD显示器作为数据线将单片机处理的最终数据输出给显示器以完成最终数据的显示。

4、本设计的温湿度信息的采集是由DHT11温湿度传感器完成,属性如图

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5、本元器件接线做好使用线长在20以内,并且配一个5KΩ的上拉电阻,如果线长超过20米再根据实际情况适当调整电阻的阻值如图是应用电路图

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6、数据帧温湿度传感器、通信和同步主控芯片之间通过数据总线,为一个单一的格式,实现了通信时间约为4ms,数据被分为两部分:小数和正数。一次完整的数据包传输大小为40bit,高位先出。

7、由于镶毳呦躲传感器DHT11输出的为数字信号、封装简单,所以在本设计中可以很容易的将它与单片机STC89C笙剽茑镙52相连来实现预设功能。此处使用传感器的pin2口连接单片机的P3.1口,单片机的P3.1口为数据口,可以用来收发串行数据,因为本设计是在一块较小的电路板上完成,连接温湿度传感器的线长小于20m,所以采用的上拉电阻为5kΩ,将其连接于电源与温湿度传感器DHT11的pin2口之间,其pin3口悬置,pin1与pin4口分别接电源和地。电路图如图所示

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