智能單片機萬年歷時鐘電路

1、一、設計任務與要求：本設計準備實現(xiàn)的功能：(1) 顯示公歷日期功能(年、月、日、星期)。(2) 可通過按鍵切換年、月、日、星期的顯示狀態(tài)。(3) 可隨時調(diào)校年、月、日及星期。(4) 可每次增減一進行時間調(diào)節(jié)。(5) 可動態(tài)完整顯示年份，實現(xiàn)真正的萬年歷顯示。二、方案設計與論證：1. 方案一：通過一段時間對專業(yè)書籍及多種設計方案的研究及分析，在計數(shù)電路芯片的選擇上可以采用74LS160或74LS90,在實現(xiàn)的電路中有兩種方案來實現(xiàn)清零(異步置數(shù)和同步清零)；對于實現(xiàn)年、月、日、星期的顯示, 可采用LED液晶顯示屏、點陣式數(shù)碼管、LEDa碼管中的一種；在實現(xiàn)年、月、日、星期的校時方面，可設置K3

2、、 K2、 K1 三個開關分別作為年、月、日的校時控制開關，由于“日”與“星期”同步，因而控制“日”的同時也控制了“星期”。另外通過按鈕開關可以在日期與時間間切換和對時鐘進行調(diào)整。該方案的系統(tǒng)原理框圖如下：號圖中各單元電路的工作原理如下:32 / 32(1)計數(shù)器電路：包括年計數(shù)器、月計數(shù)器、日計數(shù)器、星期計數(shù)器 四部分。各部分分別完成對“年”、“月”、“日”、“星期”的計數(shù)。(2)譯碼顯示電路：譯碼顯示電路的功能是將年、月、日、星期計數(shù)器輸出的4位二進制碼進行翻譯后顯示出相應的十進制數(shù)字。(3)校時電路：當數(shù)字鐘計時出現(xiàn)誤差時，必須對時間進行校正，通 常稱為“校時”，校時是數(shù)字鐘應該具備的基

3、本功能，一般要求能對年、 月、日分別進行校正。2. 方案二：對于本題目的設計，我們不僅可以運用以前學過的課程一一數(shù)字電路 邏輯設計里邊的知識來完成，也可以運用我們所學過的單片機知識來完 成本設計，我們可以直接用叫簡單的單片機芯片AT89C51再加上其周圍的外設電路結(jié)構(gòu)來完成。該方案的系統(tǒng)原理框圖如下：圖中各單元電路的工作原理如下：（ 1 ）晶體電路：晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的32768Hz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體蕩器電路。（ 2）復位電路：分頻器電路將高頻方波信號經(jīng)分頻后得到1Hz 的方波信號供秒計數(shù)器進行

4、計數(shù)，分頻器實際上也就是計數(shù)器。（ 3）時間調(diào)整電路：利用4*4 矩陣鍵盤電路設計調(diào)整電路，對萬年歷的事件進行調(diào)整。（ 4）數(shù)碼管顯示電路：包括數(shù)碼管段選部分和數(shù)碼管位選部分，數(shù)碼管段選部分控制顯示數(shù)值，數(shù)碼管位選部分控制顯示地址。由于使用單片機成本較高，而且編程復雜，故選擇方案二，利用數(shù)字邏輯電路設計萬年歷。3. 方案的最終選擇與確定：對于第一種方案，是我們所熟悉的純數(shù)電式電路，核心為2 種不同型號的數(shù)字芯片和4 種不同型號的邏輯運算芯片，其余的外圍電路只增加了數(shù)碼管、電阻、按鍵，電路原理可以通過數(shù)字邏輯計算公式來很好的表達，電路原理圖也可很容易的構(gòu)建出來。從制作費用的角度來講，外圍芯片以及

5、芯片周圍的簡單元件都是既好買又便宜的，很方便我們的電子設計，花 費也少。對于第二種方案，也是我們所熟悉的單片機電路，核心為AT89C51單片機，外設也是一些簡單的電阻、電容、數(shù)碼管構(gòu)成，電路原理相對于第一種更加簡單，對于 PCB畫板之類的也是省了不少麻煩。但是該設計的問題是編寫的程序過于復雜，其工作量遠大于方案一的設計，而且從制作費用來講，光一個單片機的價格就已經(jīng)可以買方案一中的所有芯片，可能還會有剩余。由以上分析最終確定出我們的設計是采用方案一。三、單元電路設計與參數(shù)的計算：（我的工作主要是protel電路圖和PC琳的全部繪制）1） 單元電路設計過程：2） ） 計數(shù)器電路：包括年計數(shù)器、月計

6、數(shù)器、日計數(shù)器、星期計數(shù)器四部分A. 元器件的選擇：所用元器件包括：74LS90芯片5個；74LS08芯片6個；74LS04 芯片1個；74LS193芯片2個；74LS00芯片1個。B. 元器件選擇說明：選擇74LS90芯片作為“年”、“月”及“日”十位的計數(shù)芯片（注：考慮到74LS90布線簡單，門電路使用少的優(yōu)點，因而舍棄了74LS160 芯片）74LS90是異步二一五一十進制加法計數(shù)器，它既可以作二進制加法計數(shù)器，又可以作五進制和十進制加法計數(shù)器。如下圖1為74LS90芯片弓I腳圖：INPUT B 叵14 INPUT AnO .書尊郡y不卡142Bottom層板圖3、對于繪圖的部分說明：由

7、于實際當中我們將采用插針形式的 LED數(shù)碼管，因此在PCB的繪制 中對于數(shù)碼管我采用了插針形式的封裝；對于按鍵，實際中我們將采用貼 片形式的按鍵來進行焊接，因此，根據(jù)實際中貼片按鍵的大小，直接采用 較小尺寸的電阻封裝來代替按鍵尺寸，在實際中對電路和焊接無任何影響。由于該電路線路比較復雜，因此為了避免線路無法連接的情況，各元件之間的間隔只能稍微放大一點，這樣以便于電路的正確性。4 .原理圖元器件清單：表5萬年歷電路原理圖中的元件清單廳P元件值元件封裝元件名說明Y1、Y2SIP5LED DISPLAY4年份數(shù)碼管M1、M2SIP5LED DISPLAY4月份數(shù)碼管D1、D2SIP5LED DISPLAY4日期數(shù)碼管WSIP5LED DISPLAY4星期數(shù)碼管74LS90(1)(5)DIP1474LS9090芯片74LS193(1)(2)DIP1674LS193193芯片74LS08(1)(2)DIP1474LS0808芯片74LS10(1)(3)DIP1474LS1010芯片74LS04DIP1474LS0404芯片74LS001DIP1474LS0000芯片SAXIAL0.4SW-PB按鍵R1R43