万年历-毕业设计（带阴历带闹钟）

四川大学锦城学院本科毕业论文 基于单片机电子万年历的设计与实现

2.2.3温度采集模块

温度采集模块的主要功能是采集当前环境的温度，通过信号处理电路转换成ARM处理

器能够识别的电平信号，而后传送给ARM处理器。常用的测温有下面两种方案，下面先介绍两种方案，而后比较选择更适合的温度采集模块。

方案一：采用热电偶或热敏电阻作感温元件，但热电偶需冷端补偿，电路设计复杂，热敏电阻虽然精度较高，但需要标准稳定电阻匹配才能使用，而且重复性、可靠性都比较差。

方案二：采用集成温度传感器DS18B20 。该传感器结构简单，不需外接电路，数据传输稳定，在-10 ℃——+85℃范围内精度为±0.5℃，完全能满足题目±1℃的要求，且分辨率较高，重复性和可靠性好。

由于方案二中的精度要求完全满足本系统需求的温度±1℃的要求, 且分辨率较高，重复性和可靠性好，故采用第二种方案作为温度采集。

3系统的硬件及电路设计

3.1系统的整体硬件原理图

根据设计任务，本设计以LPC2103芯片为内核，连接时钟芯片DS1302进行准确的走时； LPC2103接上LCD1602显示模块，显示日历、时间，并连接蜂鸣器输出闹钟；当基本功能设置好后，再利用键盘模块实现对万年历进行调整，以及对闹钟的设置；本系统另一个附加功能为显示室内温度，利用LPC2103芯片与DS18B20连接可测温，并接上显示器（LCD1602）就可成功显示室内温度。根据总体方案设计，本设计的系统原理图如图3-1所示。

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图3-1整体原理图

3.2 LPC2103

3.2.1 概述

本设计中采用LPC2103微处理器作为内核芯片，LPC2103属于ARM7TDMI-S 处理器系列，是ARM 通用32 位微处理器家族的成员之一。ARM 处理器具有优异的性能，但功耗却很低，使用门的数量也很少。ARM 结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的，指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多，这样的简化实现了高的指令吞吐量，出色的实时中断响应，小的高性价比的处理器宏单元。在万年历设计中，微处理器主要是采集温度传感器输入的温度，DS1302输入的时间及日期信息等，最后通过驱动显示器LCD显示及蜂鸣器，在运行的过程中通过键盘扫描的形式不断的采集按键信息，并通过采集的信号处理并改变相应的功能。其基本电路图如图3-2所示。

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图3-2 LPC2103电路图

3.2.2存储器接口

ARM7TDMI-S 处理器的存储器接口可以使潜在的性能得到实现，这样减少了存储器的使用，对速度有严格要求的控制信号使用流水线，这样使系统控制功能以标准的低功耗逻辑实现。这些控制信号使许多片内和片外存储器技术所支持的快速突发访问模式得到充分利用【2】。ARM7TDMI-S 处理器的存储器周期有4 种基本类型：

a.内部周期 b.非连续的周期 c.连续的周期

d.协处理器寄存器传输周期

【2】

陈忠平. 单片机基础与最小系统实践.北京航空航天大学出版社，2006

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3.2.3 ARM7 TDMI-S 的结构

1、ARM7TDMI-S 处理器有两个指令集 a.32 位ARM 指令集 b.16 位Thumb 指令集

2、ARM7TDMI-S 处理器使用了ARM 结构v4T 3.3 DS1302 芯片及时钟电路设计

DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输入。无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个将被访问到。在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作是写入时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字节数。

3.3.1控制寄存器用来控制SQW/OUT 引脚的操作

OUT:输出控制。当方波输出失效时，该位控制SQW/OUT 引脚的输出。如果SQWE=0，若OUT=1 则SQW/OUT 引脚的逻辑电平为1，而OUT=0 则SQW/OUT 引脚的逻辑电平为0。

SQWE:方波使能。当该位被设置为逻辑1 时，使能晶振输出，方波输出的频率由RS1 和RS0 位的值来确定。当方波输出的频率设为1Hz，则时钟寄存器内容将在方波的下降沿更新。

表3-1 方波输出频率

RS1 0 0 1 1 RS0 0 1 0 1 SQW OUTPUT FREQUENCY 1 Hz 4.096 KHz 8.192 KHz 32.768 KHz 3.3.2 DS1302复位和时钟控制

向DS1302写入数据时，数据应在时钟下降沿发生变化，上升沿将数据写入DS1302内部移位寄存器。读取DS1302数据时，数据也在时钟下降沿变化，即在下降沿数据从移位寄存器输出，但当CLK时钟为正半周时，I/O线为高阻态，所以应在上升沿前读取，否则将读出全为FFH。 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，提供了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DS1302进

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