【正文】 工作原理 選用串行接口時鐘芯片 DS1302 來設(shè)計(jì)時鐘電路，該時鐘電路以單片機(jī)AT89C51 為控制元件，以 DS1302 為計(jì)時芯片，構(gòu)成時鐘電路。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是即使 LED 的位數(shù)較多時硬件電路也較簡單、只需要占用一組 I/O。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。為了保證時鐘在突然掉電情況下仍能正常工作，芯片采用了雙電源供電，以備隨時提供正確的時間，且該芯片價格便宜。利用定時器與軟件結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn) 1 秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器相應(yīng)的秒值加 1；若秒值達(dá)到 60，則將其清零，并將相應(yīng)的分值加 1；若分值到達(dá) 60，則分值清零，并將時值加 1；若時值達(dá)到 24，則將時值清零。 ：六位數(shù)碼管動態(tài)的顯示時、分、秒。因而基于 51 單片機(jī)的數(shù)字語音電子時鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡單，所需元件較少，實(shí)用性更強(qiáng)。因此研究數(shù)字時鐘及其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。比如鬧鐘功能、日歷顯示功能、溫度測量功能、溫度計(jì)量功能、自動報時等功能。與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命。 SCM。 clock integrated chip。數(shù)字電子時鐘用集成電路計(jì)時時，譯碼代替機(jī)械式傳動，用數(shù)碼管 LED 代替指針顯示進(jìn)而顯示時間，減小了計(jì)時誤差，這種表具有時、分、秒顯示時間的功能，還可以進(jìn)行校時。在自動控制工程中常常用到時鐘。 近年來由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)具有功耗低、體積小、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、價格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，促使單片機(jī)被廣泛的應(yīng) 用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化以及過程控制等領(lǐng)域。 1. 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本課題的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)： 、分、秒計(jì)時， 6 位數(shù)字顯示功能； ； 功能； ，設(shè)計(jì)一個長江學(xué)院作息時間自動打鈴器 圖 11 系統(tǒng)原理框圖 ：用于實(shí)現(xiàn)快速設(shè)置時、分的值。 ：依照作息時間，在特定的時間到達(dá)之時播放樂曲。由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦予初值，所以該時鐘精度不高。 基于上述兩 種方案的比較，本文采用時鐘電路集成芯片 DS1302，即方案二。缺點(diǎn)是在 LED 的位數(shù)比較多時，會占用大量的 I/O，硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 通過兩種方案的比較，本文采用數(shù)碼管的動態(tài)顯示方式，即方案二。而且 DS1302 與單片機(jī)僅需要三個線，節(jié)省了接口資源。采用三線接口與 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)的或 RAM 數(shù)據(jù)。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。 Vcc2：備份電源，當(dāng) Vcc2 Vcc1+ 時，由 Vcc2 向 DS1302 供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。該引腳有兩個功能：第一，CE 開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE 提供結(jié)束單字節(jié)活多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。?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。 校時模塊 校時電路硬件連接圖 定義三個按鍵：時設(shè)置鍵、分設(shè)置鍵、加 1 鍵，與單片機(jī) AT89C51 的 、 相連接。通過采用單片機(jī) AT89C51 的匯編語言的編程，軟件控制實(shí)現(xiàn)如下操作：如果沒有任何按鍵被按下，則時鐘正常走下去。 本文設(shè)計(jì)時連接蜂鳴器的 I/O 口線選用 。其中芯片 CC4511 用于字段口的控制作用，而 74LS373 用于位選擇的控制作用，且控制每個時刻只能有一個數(shù)碼管處于有效工作狀態(tài)。這主要采取軟件的方式來完成。其引腳圖如圖 27 所示： 圖 27 數(shù)碼管 LED 外部引腳圖 通常數(shù)碼管有共陰極與共陽極兩種結(jié)構(gòu)，共陰極就是把所有 LED 的陰極連接到共同接點(diǎn) 。本文設(shè)計(jì)中所采用的是共陰極 LED 數(shù)碼管。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的 不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。數(shù)碼管工作在靜態(tài)方式時，其公共段應(yīng)接到一個固定的電平。 CC4511 有四個輸入端 A、 B、 C、 D 和七個輸出端 a~g，它還具有輸入 BCD 碼鎖存、燈測試和熄滅顯示控制功能，它們分別有鎖存端 LE、燈測試端 LT、熄滅控制端 /BT 來控制。 2 74LS373 描述 74LS373 為三態(tài)輸出的八透明鎖存器 373 的輸出端 可直接與總線相連。當(dāng) LE 為低電平時， O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。電路內(nèi)設(shè)有前置放大器和功放，使用靈活，可直接驅(qū)動揚(yáng)聲器，也可以從前置放大器引出端驅(qū)動電蜂嗚器。 HY1 系列音樂集成電路具有驅(qū)動能力大和輸出端運(yùn)用靈活的特點(diǎn)。當(dāng)用正脈沖觸發(fā)端 2 腳觸發(fā)端時，它便會自動演奏樂曲?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計(jì)數(shù)器， 串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 ??1000 次擦寫周期。 ??32 個可編程 I/O 口線。 ??低功耗空閑和掉電模式。 ??控制引腳，包括 RST、 /PSEN、 ALE/PROG、 /EA/VPP。 ??GND：接 +5V 電源地端 。 ??XTAL2：接外部石英晶體的另一端。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另 外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 ??P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 ??P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 24 所示： 時鐘電路 其中 XTAL XTAL2 外接 的晶振，提供單片機(jī)工作的時鐘脈沖。具體電路如圖 218 所示： 圖 218 AT89C51 復(fù)位電路 +5V 上電時， 22uF 電容充電，在 1K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個毫秒后， C 充滿， 1K 電阻上電流降為 0，電壓也為 0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 直流電源電路 本文設(shè)計(jì)的電源電路包括變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓這幾部分。 5V 電源出來再經(jīng)過電解電容的二級濾波，使 5V 電源更加穩(wěn)定可靠。當(dāng)分計(jì)時計(jì)滿 60 時 置 0，開啟蜂鳴器。 P2 口將對應(yīng)的數(shù)碼管選中，就能顯示該地 址單元的數(shù)據(jù)值。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能如下： 、分、秒值計(jì)時且 6 位 數(shù)字顯示； ，判斷是否處于校時狀態(tài)，進(jìn)而完成時、分的校時功能； 60 時蜂鳴器發(fā)出響聲，即整點(diǎn)報時功能； ，通過軟件方式控制在特定作息時間達(dá)到之時控制打鈴電路（播放樂曲）。效果展示圖： 正面 : 反面： 致 謝 本文是在王仁波老師的精心指導(dǎo)下完成的。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文寫作的過程中，得到了同學(xué)的指點(diǎn)和幫助，同學(xué)熱情的支持，并在論文的寫作過程中提供了很多幫助，在此向他們表示感謝。實(shí)時時鐘時鐘線引腳 T_IO?Bit? 。初始時間設(shè)為 12:00:00 MOV?MINUTE,00H MOV?HOUR,12H LCALL?SETDS1302 LCALL?GET1302 LCALL?DISPLAY MAIN: ?MOV?R3,25 MOV?TMOD,01H MOV?TH0,70H 。未到 40 ms 繼 續(xù)計(jì)數(shù) LP2: MOV?TH0,0B8H 。每過 1s 從 DS1302 讀取一次時間 MOV R3， 25 SJMP?LP1 DIG_CODE: DB?0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H DISPLAY: MOV DPTR,DIG_CODE MOV?A,SECOND 。顯示延時 5ms 子程序 PUSH?PSW MOV?R7,10 D1:MOV?R6,248 D2:DJNZ?R6,$ DJNZ?R7,D1 POP?PSW RET SETDS1302: 。內(nèi)存中的時間首地址 MOVR1,80H 。設(shè)置時間 MOVB,A LCALL?INPUTBYTE INCR0 INC? R1 INC? R1 SETB T_CLK NOP CLRT_RST NOP DJNZ?R7,SETLOOP CLRT_RST NOP