时钟基于arm嵌入式的日历制作（含完整程序）

嵌入式系统设计

实训(论文)说明书题 目 基于嵌入式ARM的日历的制作

院系  应用科技学院

专 业 电子信息工程

学生姓名 农惜童

指导教师符强、陈小毛、严素清、孙安青

2011年01月19 日

摘 要

日历在生活中经常用到电子制作的带时钟的日历更是在生活中广泛用到。

本课题是基于ARM芯片的日历制作采用LPC2138中央控制单元五个按键分别用于调节和查询时间日期设定生日等。用LCD1602显示。整个设计元器件少简洁美观且模块化。模块化的设计和调试方法在整个课题研究过程中至关重要事实上在任何设计中也同样关键和有效。

关键字 日历 LPC2138 按键 LCD1602 

Abstract

Calendar in l ife are often used, electronic made with clock calendaris widely used in l ife.

This topic is based on the ARMof the chip making, use the calendarLPC2138 central control unit , five buttons respectively used to regulateand inquires the time or date, set a birthday, etc.With LCD1602 display.The whole design components less, concise and beautiful , andmodularization. Modular design and debug method in the whole subjectresearch process is of vital importance to in fact in any design also keyand effectively.

Keywords Calendar; LPC2138; Button; LCD1602

目 录

目 录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

2 硬件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

2.2.2LPC2138主要性能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.2.3LPC2138的应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.3.1RTC特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.3.2RTC寄存器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.3.3RTC使用注意事项. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

2.5硬件电路PCB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3 软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

4 基于ARM日历的调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

5 改进方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

引言

RTC的英文全称是Real-Time Clock,翻译过来是实时时钟芯片.RTC是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC系统时钟每一个cpu周期加一每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。

RTC通常情况下需要外接32.768kHz晶体匹配电容、备份电源等元件。 RTC除了I/O口的定位不同还有功能上的区别比如与MCU的接口 现在常用的是I2C接口距离短可以与其他器件共用还有RAM的数量、静态功耗大小、中断的数量特别是精度的区别。 RTC的精度可以说与温度有很大的关系而温度会影响晶体的频率。所以就产生实时时钟的衍生产品时钟模块内置晶体、电容、电池等等 其精度可保持在每天误差小于0.50秒。但时钟模块相比时钟芯片而言会高出许多。RTC最重要的功能是提供到2099年内的日历功能对于时间来说无论快慢都是误差而匹配电容在RTC的外围器件上其他非常重要的作用它可以适当修正晶体与RTC之间匹配问题。特别是像H1208这样的RTC把匹配电容内置这样就可以保证RTC精度的一致性不会出现有的RTC走得快有些又走得慢。

它的主要作用就是提供稳定的时钟信号给后续电路用。主要功能有:时钟&日历,闹钟,周期性中断输出,32KHz时钟输出。

1 设计任务

(1)实现公历、星期、周次。

(2)生日提示音。

(3)日期查询。

2 硬件设计

2. 1总体设计方案与系统构成

本次实训课题——基于嵌入式ARM的日历的制作。软件程序从下载口接入LPC2138嵌入式芯片通过调用LPC2138中的RTC实时时钟模块来实现日历功能外部接个D/A转换电路实现生日提示音的功能。外加5个按键分别控制日期时间的调整和生日的设定。 电路系统构成框图如图2.1所示。

图2 1电路系统构成

2.2 LPC2138芯片

本系统主要由嵌入式ARM芯片LPC2138的RTC主控模块、 LCD1602显示模块以及按键控制模块构成。

原理图见附录1

2.2. 1LPC2138管脚

管脚图如图2.2.1所示

图2 2 1LPC2138管脚图

222LPC2138主要性能

 1 小型LQFP64封装的16/32位ARM7TDMI-S微控制器。

28/16/32 k B片内静态RA M。

3片内Boot装载软件实现在系统/在应用中编程 ISP/IAP 。扇区擦除或整片

擦除的时间为400ms  1ms可编程256字节。

4EmbeddedICE®RT和嵌入式跟踪接口可实时调试利用片内RealMonitor软件和高速跟踪执行代码。

5 1个 LPC2132/2132 或2个 LPC21388路10位A/D转换器共包含16个模拟输入每个通道的转换时间低至2.44us。

6 1个10位D/A转换器可提供不同的模拟输出 LPC2132/2138 。

72个32位定时器/计数器带4路捕获和4路比较通道 、 PWM单元6路输出和看门狗。

8实时时钟具有独立的电源和时钟源在节电模式下极大地降低了功耗。

9 多个串行接口 包括2个16C550工业标准UART、 2个高速I2C接口400kbit/s 、 SPITM和SSP具有缓冲功能数据长度可变 。

 10向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。

 1 1 多达47个5V的通用I/O口 LQFP64封装 。

 129个边沿或电平触发的外部中断引脚。

 13 通过片内PLL可实现最大为60MHz的CPU操作频率 PLL的稳定时间为100us。

 14片内晶振频率范围 1~30MHz。

 152个低功耗模式空闲和掉电。