【正文】 1基于單片機實時鐘設計畢業(yè)設計目錄一、引言 10二、系統(tǒng)原理與器件選擇 11 設計要求 ...........................................................................................................................................................11 設計背景條件 ...................................................................................................................................................11 系統(tǒng)基本方案的選擇 .......................................................................................................................................11 電路設計框圖 11 單片機芯片的選擇方案 12 顯示模塊的選擇方案 12 時鐘芯片的選擇方案 12 系統(tǒng)設計的具體實現(xiàn) .......................................................................................................................................12. 1 單片機主控制模塊的設計 13. 2 時鐘電路模塊的設計 13. 3 顯示模塊的設計 14. 4 DS1302 電路原理及說明 15. 5 動態(tài)掃描芯片 ZLG7290 的工作原理 19三、軟件設計 22 程序流程框圖 ...................................................................................................................................................22 ZLG7290 如何與單片機進行通信 ..................................................................................................................22 DS1302 如何與單片機進行通信 ....................................................................................................................29四、系統(tǒng)調(diào)試 32 硬件測試 ..........................................................................................................................................................32 軟件測試 ..........................................................................................................................................................32 測試結果分析與結論 ......................................................................................................................................322 測試結果分析 32 測試結論 33五、總結 35六、致謝詞 36七、參考文獻 37附錄一：系統(tǒng)電路圖附錄二：系統(tǒng)程序清單3一、引言20 世紀末，電子技術獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。電子實時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時，分，秒數(shù)字顯示的計時裝置。廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數(shù)字鐘的精度，遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。 目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著 CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統(tǒng)控制技術的一次革命。單片機模塊中最常見的是電子實時鐘，電子實時鐘是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究電子實時鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。4二、系統(tǒng)原理與器件選擇 設計要求（1） 、畫出電路設計原理圖。（2） 、綜合運用 AT89S52 開發(fā)設計具有一定功能的單片機控制系統(tǒng)，進行軟、硬件設計及調(diào)試。（3） 、電子鐘的格式為：時：分：秒。具有一定的計時功能。（4） 、通過按鍵進行控制，具有鬧鐘，整點報時功能。 設計背景條件（1） 、鞏固、加深和擴大單片機應用的知識面，提高綜合及靈活運用所學知識。（2） 、培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關手冊及文獻資料的自學能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力。（3） 、熟悉單片機系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設計的方法、內(nèi)容及步驟。（4） 、熟悉時鐘芯片 DS130動態(tài)掃描芯片 ZLG7290 與七段碼顯示譯碼器的使用。 系統(tǒng)基本方案的選擇 電路設計框圖AT89S52單片機DS1302 時鐘模塊LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示模塊 按鍵控制模塊5 單片機芯片的選擇方案采用 AT89S52,片內(nèi) ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V 的超低壓工作；同時也與 MCS51 系列單片機完全兼容。該芯片內(nèi)部存儲器為 8KB ROM 存儲空間，同樣具有 89C51 的功能，且具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，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 AT89S52 作為主控制系統(tǒng). 顯示模塊的選擇方案采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描,LED 數(shù)碼管價格適中, 對于顯示數(shù)字最合適,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時,占用的單片機口線少。所以采用了 LED 數(shù)碼管作為顯示。I 2C 串行接口，提供鍵盤中斷信號，方便與處理器接口?？沈寗? 位共陰數(shù)碼管或 64 只獨立 LED 和 64 個按鍵。可控掃描位數(shù)，可控任一數(shù)碼管閃爍。8 個功能鍵，可檢測任一鍵的連擊次數(shù)。無需外接元件即直接驅 LED，可擴展驅動電流和驅動電壓。 時鐘芯片的選擇方案采用 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、周、月、年以及閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)，而且精度高,位的 RAM 做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ 范圍內(nèi)， 時耗電小于 300nA。 系統(tǒng)設計的具體實現(xiàn)本電路是由AT89S52單片機為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作。時鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，～。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可6采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31*8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。可產(chǎn)生年、月、日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能。在每個顯示刷新周，ZLG7290 按照掃描位數(shù)寄存器（ScanNum ）指定的顯示位數(shù)N，把顯示緩存DpRam0~DpRamN 的內(nèi)容按先后循序送入LED驅動器實現(xiàn)動態(tài)顯示，減少N值可提高每位顯示掃描時間的占空比，以提高 LED亮度，顯示緩存中的內(nèi)容不受影響。. 1 單片機主控制模塊的設計AT89S52 單片機為 40 引腳雙列直插芯片,有四個 I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS51 單片機共有 4 個 8 位的 I/O 口（P0 、P PP3） ，每一條 I/O 線都能獨立地作輸出或輸入。單片機的最小系統(tǒng)如下圖所示,18 引腳和 19 引腳接時鐘電路,XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端, 9 引腳為復位輸入端,接上電容,電阻及開關后夠上電復位電路,20 引腳為接地端,40 引腳為電源端。如圖1 所示7VCCC120PFC220PFC310uFK0RESETVCCR11KVCCAT89S52R30200P10/T1 P11/T2P123 P134P145 P156P167 P178P33/INT113 P32/INT012P35/T115 P34/T014EA/VP31 X119X218 RESET9P37/RD17 P36/WR16P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28RXD(P30) 10TXD(P31) 11ALE/P 30PSEN 29VCC40GND20MOSIMISOSCKT1T0LS?圖1 最小系統(tǒng)原理. 2 時鐘電路模塊的設計圖2 示出 DS1302 的引腳排列，其中 Vcc1 為后備電源，Vcc2 為主電源。在主電源關閉的情況下，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 Vcc2 大于 Vcc1+ 時，Vcc2 給 DS1302 供電。當Vcc2 小于 Vcc1 時，DS1302 由 Vcc1 供電。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復位/片選線，通過把 RST 輸入驅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 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。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)。上電動行時，在 Vcc 大于等于 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，I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向） 。SCLK 始終是輸入端。8R1310KR1410KR1510KVCCY2VCCAT89S521VCC2 2X13X2 4GND8 VCC17 SCLK6 I/O5 /RSTLS?SPEAKERP10/T1 P11/T2P123 P134P145 P156P167 P178P33/INT113 P32/INT012P35/T115 P34/T014EA/VP31 X119X218 RESET9P37/RD17 P36/WR16P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28RXD(P30) 10TXD(P31) 11