【正文】 ........................................................................... 23 附 錄 ........................................................................................................................ 23 附錄一： ................................................................................................................. 23 附錄二： ................................................................................................................. 24 摘 要 隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，時間的不斷流逝 ,從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在的電子時鐘，人類憑借非凡的智慧不斷研究，又創(chuàng)造出新的紀(jì)錄。美國 Dallas 公司推出了一種具有涓細(xì)電流充電能能力的低功耗實時時鐘時鐘芯片 DS1302。它可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行 計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且 DS1302的使用壽命長，誤差小。對于可調(diào)電子日歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、星期、時、分、秒信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。該電路采用 AT89S51單片機作為核心，功耗小，能在 3V的低壓工作，電壓可選用 35V 電壓供電。用LCD1602 液晶顯示，較直觀。 綜上所述此可調(diào)電子日歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 關(guān)鍵詞 時鐘電路 DS1302 LCD1602 單片機 AT89C51 第一章 設(shè)計要求與 硬件選擇 設(shè)計要求 ① 具有年、月、日、時、分、秒等顯示功能； ② 具備年、月、日、時、分、秒等校準(zhǔn)功能； 系統(tǒng) 的硬件 選擇和 介紹 單片機芯片的選擇和 介紹 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo) 準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)級引腳。它集 Flash 只讀程序存儲器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， AMEL 公司的功能強大、低價位 AT89S51 單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于 控制領(lǐng)域。 圖 1 AT89S51 管腳圖 中央微處理器 AT89S51 主要性能參數(shù)： ? 低功耗，能以 3V的超低壓工作 ? 與 MCS— 51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元 ? 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的 Flash只讀程序存儲器 ? Flash 只讀程序存儲器可反復(fù)擦寫 1000 次 ? 全靜態(tài)工作模式： 0Hz— 33MHz ? 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ? 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口 ? 2個全雙工串行通信口 ? 看門狗（ WDT）電路及雙數(shù)據(jù)指針 ? 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷 ? 片內(nèi)時鐘振蕩器 ? 掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù) ? 三級程序加密鎖 ? 具有在線編程可擦除技術(shù) AT89S51 單片機綜合了微型處理器的基本功能， 按照實際需要，同時也考慮到設(shè)計成本與整個系統(tǒng)的精巧性，所以在本系統(tǒng)中就選用價格較低、工作穩(wěn)定的AT89S51 單 片機作為整個系統(tǒng)的控制器。 并且 AT89S51 具有在線編程可擦除技術(shù)，對所下載的程序能夠加密，比較安全。當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。所以選擇采用 AT89S51作為主控制系統(tǒng)。 顯示模塊 的 選擇和 介紹 采用 LCD 液晶顯示屏 ,液晶顯示屏的顯示功能強大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見 ,與普通數(shù)碼管相比功耗較小，硬件連接簡單。所以顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示。 1. LCD1602 介紹 字符型液晶顯 示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 本系統(tǒng)選用 LCD1602 字符型液晶顯示器 ， 下圖是 其結(jié)構(gòu)圖介紹，如圖 2。 圖 2 LCD1602 結(jié)構(gòu)圖 2. LCD1602 的基本參數(shù)及引腳功能 LCD1602 分為背光和不帶背光兩種，基控制大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別， 1） LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :16 2個字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 : (W H)mm 2）引腳功能說明 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 1所示： 表 1：引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳 ： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳 ： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳 ： RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄器。 第 5 腳 ： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 時鐘芯片的選擇和 介紹 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、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M(jìn)行計數(shù)，而且精度高， RAM 作為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ 范圍內(nèi)， 時耗電小于 300nA。 簡介： DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達(dá) ～ 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 的外部引腳分配如圖 5 所示。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些 具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。 2． DS1302 引腳排列 :如下圖 3 圖 3 DS1302 的外部引腳分配 引腳說明： 1） Vcc1：后備電源， VCC2：主電源 在主電源關(guān)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(dāng) Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 2） X X2：振蕩源，外接 晶振。 3） RST：復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)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(dāng) RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)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 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。 4） I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向）。 5） SCLK 為時鐘 輸入端。 3. DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如下圖 4所示。 圖 4 DS1302 控制字 控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。位 5至位 1指示操作單元的地址 。最低有效位 (位 0)如為 0表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即 位 0 開始。同樣，在緊跟 8位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器 與控制字對照表 見 表 2， 內(nèi)部主要寄存器分布表見表 3。 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM相關(guān)的寄存器分 為兩類：一類是單個 RAM單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 表 2 DS1302 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表 寄存器名稱 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫保護(hù)寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 表 3 DS14302 內(nèi)部主要寄存器分布表 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 0112或 0023 12/24 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器