基于单片机设计的电子万年历毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机设计的电子万年历毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

NDGNDX1X2X1X2RSTRSTP00P01P02P03P04P05P06P07P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P23P24P25P26P27P30P31P32P33P34P35P36P37 单片机最小系统 本设计中加入了程序下载模块，方便了程序的调试运行，如果真正作为产品的话，此模块可以省略不要。 单片机是一种数字集成芯片，数字电路中只有两种电平：高电平和低电平。 单片机输出与输入为 TTL 电平，即正逻辑电平。 但计算机的串口为 RS232C 电平， RS232C 电平为负逻辑电平， 因此当计算机与单片机之间要通信时，需要加电平转换芯片，我们这里使用的电平转换芯片是 MAX232。 MAX232 芯片是 MAXIM 公司生产的、包含两路接收器和驱动器的 IC芯片，它的内部有一个电源电压变换器，可以把输入的 +5V 电源电压变换成为 RS232 输出电平所需的 +10V 电压。 所以此芯片接口的串口通信系统只需要单一的 +5V 电源就可以了。 对于没有 +12V 电源的场合，其适应性更强，加之其价格适中，硬件接口简单，所以被广泛采用。 MAX232 芯片引脚结构图 13 外围电路连接图 上半部电容 C1， C2， C3， C4及 V+， V是电源 变换电路部分。 在实际应用中，器件对电源噪声很敏感，因此 Vcc 必须要对地加去耦电容 C5，其值为。 电容 C1， C2， C3， C4 应取 ，在具体设计电路时，这四个电容要尽量靠近 MAX232 芯片，以提高抗干扰能力。 下半部分为发送接收部分， 实际应用中， T1IN， T2IN 可直接连接 TTL/CMOS电平的 51 单片机串行发送端 TXD； R1OUT， R2OUT 可直接连接 TTL/CMOS 电平的51 单片机的串行接收端 RXD； T1OUT， T2OUT 可直接连接 PC 机的 RS232 串口的接收端 RXD； R1IN， R2IN 可直接连接 PC 机的 RS232 串口的发送端 TXD。 现从 MAX232 芯片中两路发送、接收中任选一路作为接口。 要注意其发送接收的引脚要 对应。 如使 T1IN 连接单片机的发送端 TXD，则 PC 机的 RS232 接收端 RXD 一定要对应接 T1OUT 引脚。 同时 R1OUT 连接单片机的 RXD 引脚， PC 机的RS232 发送端 TXD 对应接 R1IN 引脚。 下图是 MAX232 和单片机 IO口的连接图 14 C1+1VS+2C13C2+4C25VS6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U7MAX2321uFC81uFC91uFC111uFC101uFC7GNDVCCVCCGNDGNDP30P31COM2COM3 MAX232 的连接图 时钟电路模块的设计 图示出 DS1302 的引脚排列 ,其中 Vcc1 为后备电源， VCC2 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。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。 当 Vcc2 大于 Vcc1＋ 时， Vcc2 给 DS1302 供电。 当 Vcc2 小于 Vcc1 时， DS1302 由 Vcc1 供电。 X1 和 X2 是振荡源，外接 晶振。 RST 是复位 /片选线，通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。 RST 输入有两种功能：首先， RST 接通控制逻辑，允许地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。 当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。 如果在传送过程中 RST 置为低电平，则会终止此次数据传送， I/O 引脚变为高阻态。 上电运行时，在Vcc≥ 之前， RST 必须保持低电平。 只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。 I/O 为串行数据输入输出端 (双向 )， SCLK 始终是输入端。 DS1302 引脚图 DS1302 的控制字如图所示。 控制字节的最高有效位 (位 7)必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入 DS1302 中，位 6 如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据。 位 5 至位 1 指示操作单元的地址。 最低有效位(位 0)如为 0 表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。 15 DS1302 的控制字节 在控制指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从低位即位 0 开始。 同样，在紧跟 8 位的控制指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据，读出数据时从低位 0 位到高位 7。 DS1302 有 12个寄存器，其中有 7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为 BCD 码形式 ,其日历、时间 寄存器及其控制字见表。 DS1302 有关日历、时间的寄存器 下图是 DS1302 与单片机的连接图 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U6DS130212Y2XTALVCCGNDVCC+3P10P11P12 DS1302 连接图 温度测量模块的设计 下图是 DS18B20 器件图， 1脚是地， 2 脚是数据输入 /输出， 3脚是电源端，一般接到 +5V 的电源上。 DS18B20 采用单总线技术，这条信号线既可以传输时钟，又可以传输数据，而且数据传输是双向的。 单总线通常要求外接一个约为 5 KΩ的上拉电阻。 16 DS18B20 器件图 DS18B20 的存储器包括高速暂存器 RAM 和可电擦除 RAM，可电擦除 RAM又包括温度触发器 TH和 TL，以及一个配置寄存器。 存储器能完整的确定一线端口的通讯，数字开始用写寄存器的命令写进寄存器，接着也可以用读寄存器的命令来确认这些数字。 当确认以后就可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到可电擦除 RAM 中。 当修改过寄存器中的数时，这个过程能确保数字的完整性。 光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。 64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位 （ 28H）是产品类型标号，接着的 48位是该 DS18B20 自身的序列号，最后 8位是前面 56位的循环冗余校验码（ CRC=X8+X5+X4+1）。 光刻 ROM 的作用 是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20的目的。 64位的光刻 ROM 又包括 5个 ROM的功能命令：读 ROM，匹配 ROM，跳跃 ROM，查找 ROM 和报警查找。 下图是 ROM 指令表和 RAM 指令表 17 ROM 指令表 RAM 指令表 高速暂存器 RAM 是由 8 个字节的存储器组成；第一和第二个字节是温度的显示位。 第三和第四个字节是复制 TH和 TL，同时第三和第四个字节的数字可以更新；第五个字节是复制配置寄存器，同时第五个字节的数字可以更新；六、七、八三个字节是计算机自身使用。 用读寄存器的命令能读出第九个字节，这个字节是对前面的八个字节进行校验。 18 下表 列出了温度数据在高速暂存器 RAM 的第 0和第 1 个字节中的存储格式 温度数据存储格式 DS18B20 在出厂时默认配置为 12 位，其中最高位为符号位，即温度值共 11位，单片机在 读取数据时，一次会读 2 字节共 16 位，读完后将低 11 位的二进制数转化为十进制后再乘以 便为所测的实际温度值。 另外，还需要判断温度的正负。 前 5个数字为符号位，这 5 位同时变化，我们只需要判断 11 位就可以啦，前 5 位为 1 时，读取的温度为负值，且测到的数值需要取反加 1 再乘以 才可以得到实际温度值。 前 5 位为 0 时，读取的温度为正值，且温度为正值时，只要将测得的数值乘以 即可得到实际温度值。 下图是 DS18B20 与单片机的连接图 1GND2DQ3VCCU9DS18B20R2GNDVCCP13 DS18B20 连接图 画轴旋转模块的设计 利用 ULN2803 达林顿管驱动步进电机 ， ULN2803 是八路的 NPN 达林顿 连接晶体管阵系列 ， 特别适用于低逻辑电平数字电路（诸如 TTL, CMOS 或PMOS/NMOS）和较高的电流 /电压要求之间的接口，广泛应用于计算机，工业用和消费类产品中的灯、继电器、打印锤或其它类似负载中。 下图是 ULN2803 的引脚图 19 1 至 8脚为 8 路输入， 18 到 11脚为 8 路输出。 驱动能力 500mA /50V。 应用时 9脚接地，要是驱动感性负载， 10 脚接负载电源 V+。 输入的电平信号为 0，或 5V。 输入 0 时 ，输出达林顿管截止。 输入为 5V 电平时，输出达林顿饱和。 输出负载加在电源 V+和输出口上，当输入为高电平时，输出负载工作。 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化设备中。 步进电机和普通电动机不同之处在于它是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构，它同时完成两个工作：一是传递转矩，二是控制转角位置或速度。 这个设计使用的是 二 相步进电机， 它有四条励磁信号引线 A， A\， B， B\，通过控制这四条引线上励磁脉冲产生的时刻，即可控制步进电机的转动。 每出现。