摘要：AVR" title="AVR">AVR系列ATmega128L" title="ATmega128L">ATmega128L單片機作為主控芯片,，該芯片可通過ISP接口方便地對其內建Flash進行擦除和寫入操作；采用 DALLAS公司的具有涓細電流充電功能的低功耗的DS1302作為實時時鐘芯片,，該芯片可以對年,、月、日,、周日,、時、分,、秒進行計時,，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且其使用壽命長,，誤差?。徊捎肈S18B20獲得當前環(huán)境溫度,；采用128×64像素的LCD用漢字直觀顯示年月日,、時分秒、農(nóng)歷,、生肖,、室溫等豐富內容；采用四顆獨立式按鍵可修改當前時間和設定鬧鈴時間,；采用ISDN110語音模塊和蜂鳴器實現(xiàn)音樂提示定時鬧鈴,；通過農(nóng)歷算法，可將公歷日期轉換為農(nóng)歷年月日并可獲取天干地支紀年,、生肖,、節(jié)氣等相關農(nóng)歷信息。
關鍵詞：DS1302,；DS18B20,；單片機,；LCD；農(nóng)歷算法

0 引言
    隨著信息技術的發(fā)展和生活水平的提高電子萬年歷正逐步走進人民大眾的生活,，其因壽命長,、誤差小而且用漢字直觀顯示年月日、時分秒,、農(nóng)歷,、生肖、室溫等豐富的內容,。

1 設計要求與采用方案
1．1 系統(tǒng)實現(xiàn)功能
    (1)基本功能：a．LCD漢字顯示年月日,、時分秒、星期,；b．LCD漢字顯示天干地支紀年,、農(nóng)歷日期、24節(jié)氣,，12生肖,；c．LCD顯示室溫；d．整點蜂鳴器報時,，定時鬧鈴時間到則蜂鳴器提示,；e．通過4個按鍵，用來設置時間和進行定時設置,。
    (2)創(chuàng)新設計：a．采用128×64的LCD顯示萬年歷內容,；b．采用ISD111O語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
    系統(tǒng)的單片機采用高性能,、低功耗的AVRATmegal28L微控制器,。系統(tǒng)利用4個外部中斷接4個獨立式按鍵來進行參數(shù)、功能的設置,，蜂鳴器用來整點提示和鬧鈴提示,。程序下載可通過預留ISP接口方便地對系統(tǒng)軟件進行升級、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點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊,，可顯示漢字及圖形，內置國標GB2312碼簡體中文字庫(16×16點陣),、128個字符 (8×16點陣)及64×256點陣顯示RAM(GDRAM)?？膳c單片機直接接口,，提供兩種接口來連接微處理機：8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標顯示,、畫面移位,、睡眠模式等,。
1．2．3 時鐘芯片
    采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，DS1302芯片是一種高性能的時鐘芯片,，可自動對秒,、分、時,、日,、周、月,、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù),，而且精度高，工作電壓2．5V～5．5V范圍內,，2．5V時耗電小于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)線進行數(shù)據(jù)傳輸,，易于與單片機連接,，可以去除A／D漠塊，降低硬件成本,，簡化系統(tǒng)電路,。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高,、測量范圍廣等優(yōu)點,。

2 系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn)
2．1 系統(tǒng)硬件設計框圖


2．2 系統(tǒng)硬件概述
    本電路由AVR ATmegal28L單片機為控制核心，具有在線編程功能,，低功耗,，能在3V超低壓工作；時鐘電路由DS1302提供,，它是一種高性能,、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路,，可以對年,、月、日,、周日,、時、分,、秒進行計時,，具有閏年補償功能，工作電壓為2．5V～5．5V,。采用三線接口與單片機進行同步通信,，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù),。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM 寄存器?？僧a(chǎn)生年,、月、日,、周日,、時、分,、秒,，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點,，同時具有掉電自動保存功能,，本設計中為DS1302增加了備用電池，當主電源掉電時,，備用電池自動為其供電,；溫度的采集由DS18B20構成；顯示部份由128×64點陣的漢字圖形型LCD模塊來完成顯示功能,；當鬧鈴時間到時,，通過ISD111O語音錄放模塊播放鬧鈴鈴聲。系統(tǒng)硬件實物圖見圖2,。


2．3 主要單元電路的設計
2．3．1 單片機主控制模塊的設計
    AVR ATmegal28L單片機為64引腳TQFP封裝,，系統(tǒng)的ISP下載接口、晶振電路,、復位電路,、蜂鳴器電路如圖3所示。


2．3．2 時鐘電路模塊的設計
    圖4為DS1302的引腳排列,，其中Vcc1為后備電源,，Vcc2為主電源。在主電源關閉的情況下,，也能保持時鐘的連續(xù)運行,。DS1302由Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1+0．2V時,，Vcc2給DS1302供電,。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電,。X1和X2是振蕩源,，外接32．768 kHz晶振。RST是復位／片選線,，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(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RST為高電平時,，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作,。如果在傳送過程中RST置為低電平,，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I／O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài),。上電運行時,，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,，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 溫度采集模塊設計
    如圖5所示。采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20,，它具有測量精度高,，電路連接簡單的特點，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸,，使用PC7與DS18B20的I／O口連接加一個上拉電阻,，VCC接電源，VSS接地,。
2．3．4 顯示模塊的設計
    設計采用128×64漢字圖形顯示LCD模塊,，一屏可顯示32個漢字(16×16點陣字庫)，其接口如圖6所示,。


2．3．5 語音錄放模塊
    設計采用ISD1110語音芯片配合相應的外圍元件構成語音錄放電路,，用來實現(xiàn)語音提示功能，其電路如圖7所示,。
2．3．6 系統(tǒng)PCB圖
    系統(tǒng)PCB如圖8所示,。



3 系統(tǒng)的軟件設計
3．1 程序流程框圖
    設計主程序流程圖如圖9所示。


3．2 設計實現(xiàn)界面
3．2．1 萬年歷主界面
    如圖10所示,，第一行顯示公歷的年月日,，第二行顯示時分秒和星期，第三行顯示農(nóng)歷的天干地支紀年和農(nóng)歷月日,，第四行顯示農(nóng)歷生肖,、節(jié)氣以及當前的氣溫,。
3．2．2 日期時間設置界面
    日期時間設置界面如圖11所示。


3．2．3 鬧鈴設置界面
    鬧鈴設置界面如圖12所示,。

4 結論
    本文所介紹的萬年歷的設計方案已經(jīng)調試成功,，其功能全部實現(xiàn)，本產(chǎn)品成本低,、壽命長,、誤差小、功能齊全,，達到設計要求,。