2 设计要求与方案论证
2.1 设计要求
2.1.1 基本要求
实现年、月、日、星期、时、分、秒显示
时间与阴阳历能够自动关联
具有可调整日期和时间功能
2.1.2 提高要求
实时温度测量
2.2 系统基本方案选择和论证
2.2.1 单片机芯片的选择方案和论证
方案一:
采用8位PIC单片机作为核心硬件。
方案二:
采用16位PIC单片机作为核心硬件。
结论及原因:
由于8位与16位PIC单片机都具有运行速度快、工作电压低、电耗低、较大的输入输出直接驱动能力、抗干扰性强、价格低、一次性编程、体积小等优点。但是,相较之下,16位PIC24内置了一个完整的实时时钟日历(RTCC)模块,该模块提供了实时时钟和日历(Real-Time Clock and Calendar, RTCC)功能。该模块是为需要长时间文持精确时间的应用设计的,无需或很少需要CPU 干预。该模块为低功耗使用作了优化,以便在跟踪时间时延长电池寿命。RTCC 模块是百年时钟和日历,能自动检测闰年。时钟范围从2000 年1 月1 日00:00:00(午夜)到2099 年12 月31 日23:59:59。小时数以24 小时(军用时间)格式提供。该时钟提供一秒的间隔时间,用户可看到半秒的时间间隔。可以随时使用,方便万年历的制作,因此,我选择了16位PIC单片机作为核心硬件。【8】
2.2.2 显示模块的选择方案和论证
方案一:
采用8位共阴数码管显示。
方案二:
采用128*64液晶显示屏显示。
结论及原因:
由于本设计全部在Proteus上仿真,不需要考虑成本问题。电子万年历中的阴历比较适合用中文显示,又由于本设计需显示的部分较多,若用数码管显示的话需要较多数码管,比较复杂,显示不够直观、美观。因此选择将所有信息集中在一块128*64液晶显示屏上显示比较方便。同时,在液晶显示屏上还可以显示汉字,让人可以明显判别日、月、年、时、分、秒,不易读错。
2.3 电路设计最终方案
综上所述,本设计使用Microchip公司的16位PIC24系列单片机PIC24FJ128GA010作为核心硬件,采用128*64液晶显示屏LGM12641BS1R作为显示部分,另外,使用Microchip TC1047A集成温度传感器件来实现实时温度测量的功能。
2.4 本章小结
在本章中,我先列出万年历中所需实现的功能,及可以实现这些功能的几种不同方案,通过一个一个模块的细致比较,选出最优方案,最终得出一个完整的综合设计方案。
3 系统的硬件设计与实现
3.1 电路设计框图
图3.1 电路设计框图
3.2 系统硬件设计概述
本电路是由Microchip公司的16位PIC24系列单片机PIC24FJ128GA010作为控制核心,具有在线编程功能,低功耗,内置了一个完整的实时时钟日历(RTCC)模块,可以随时使用【9】。实时时钟日历(RTCC)模块将系统外部的振荡器时钟32.768kHz信号,通过RTCC预分频器转换为0.5秒的信号,此时RTCC时钟模块可以自行设置闹钟事件又可以设置产生RTCC中断时间【10】。温度的采集由TC1047A集成温度传感器件来实现;显示部份由一块128*64液晶显示屏LGM12641BS1R来实现;键盘部分仅由5个按键组成,使电路简洁明了。整个电路设计完成之后,使用Proteus进行系统仿真。【11】
3.3 主要模块单元电路设计
3.3.1 单片机主控制模块的设计
① PIC24FJ128GA010单片机具有高性能的CPU:
• 改进型哈佛架构
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