【正文】 位系統(tǒng)（Global Positioning System）。單片機(jī)模塊： 采用型號(hào)為AT89C52的單片機(jī)。 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種有線連接的可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)同從機(jī)通過(guò)串行口協(xié)議來(lái)達(dá)到時(shí)間同步的同步電子時(shí)鐘，加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，提高對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用能力，提高收集文獻(xiàn)、資料的能力，從而達(dá)到綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試的能力。 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試 22167。 自動(dòng)同步 18167。 硬件芯片介紹 7167。 2第2章 GPS模塊 4167。通過(guò)軟硬件結(jié)合達(dá)到最終目的。單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。由RAM,ROM,CUP構(gòu)成，定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口與一體的微型控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，數(shù)字鐘，DS1302，LCD,C語(yǔ)言 SYNCHRONOUS ELECTRONIC CLOCK DESIGN BASED ON SCM ABSTRACT A monolithic puter is single chip microputer. By RAM, ROM, CUP, timing, counting and multiple interfaces and the integration of the micro controller. He has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. And 51 Series SCM is the most typical and the most representative one. The graduation design through the study, application, to achieve the study, design ability. SCM module are the most mon digital clock, a digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing device, and the mechanical clock pared with higher accuracy and intuitive, and without a mechanical device, has more longer service life, so it has been widely used. A digital clock is adopting digital circuit implementation of hour points and second digital display timer device. A digital clock precision, stability than old mechanical clock. This design uses a 12 MHZ crystal to connect with the machine AT89C52, takes AT89C52 chips as core，DS1302 chip is used as the lock chip, we are able to show date, time and fix the time,on LCD. We can use 5 key to constitute date, adjust time, enact the bell and set the countdown timer. When the electric carrying out each function, the LCD shows the tight function .When the alarm clock and the countdown timer were reached, the voice begins. The software part is realized by C language. It was divided into to show, delay, adjust, make bell, in fixed time, and adjust date etc. part. We get the end purpose bining the software and the hardware. KEYWORDS:SCM,digital clock, DS1302，LCD,C language 目 錄前言 1第1章 緒論 2167。 GPS介紹 4167。 單片機(jī)AT89C52 7167。 手動(dòng)同步 18第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21167。 系統(tǒng)的仿真 23167。167。因?yàn)椋篈T89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。電子鐘使用12MHz晶振與 DS1302時(shí)鐘芯片相連接, 通過(guò)晶振為時(shí)鐘芯片提供最為基本的脈沖信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)了在時(shí)鐘芯片中的計(jì)時(shí)作用, 再經(jīng)過(guò)單片機(jī)的編程作用，而達(dá)到在LCD液晶屏上顯示年月日時(shí)分秒，并可以調(diào)時(shí)、定時(shí)，在定時(shí)時(shí)間到時(shí)有蜂鳴器報(bào)警。167。如圖22所示： 圖22 功能整體流程框圖167。 本設(shè)計(jì)能達(dá)到以下結(jié)果：（1） 顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，并能通過(guò)按鍵設(shè)置。 硬件芯片介紹167。 8k可反復(fù)擦寫(xiě)(1000次）Flash ROM 　　 時(shí)鐘頻率024MHz 　　 共6個(gè)中斷源 　　 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52 P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。對(duì)端口P2 寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。P3 口 P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。　　P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。定時(shí)器0和定時(shí)器1：　　AT89C52的定時(shí)器0和定時(shí)器1 的工作方式與AT89C51 相同?！　《〞r(shí)器2 由兩個(gè)8 位寄存器TH2 和TL2 組成，在定時(shí)器工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期TL2 寄存器的值加1，由于一個(gè)機(jī)器周期由12 個(gè)振蕩時(shí)鐘構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/12。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間，以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次。　　若EXEN2=1，定時(shí)器2 的16 位重裝載由溢出或外部輸入端T2EX 從1 至0 的下降沿觸發(fā)。這種方式下，T2EX 引腳控制計(jì)數(shù)器方向。波特率發(fā)生器　　當(dāng)T2CON（表3）中的TCLK 和RCLK 置位時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 作為波特率發(fā)生器使用。　　在方式1 和方式3 中，波特率由定時(shí)器2 的溢出速率根據(jù)下式確定：　　方式1和3的波特率=定時(shí)器的溢出率/16　　定時(shí)器既能工作于定時(shí)方式也能工作于計(jì)數(shù)方式，在大多數(shù)的應(yīng)用中，是工作在定時(shí)方式（C/T2=0）。T2CON 中的RCLK 或TCLK=1 時(shí)，波特率工作方式才有效。需要注意的是，當(dāng)定時(shí)器2 工作于波特率器時(shí)，作為定時(shí)器運(yùn)行（TR2=1）時(shí)，并不能訪問(wèn)TH2 和TL2?？删幊虝r(shí)鐘輸出　　定時(shí)器2 輸出一個(gè)占空比為50%的時(shí)鐘信號(hào)，如圖8 所示。時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時(shí)器2 捕獲寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重新裝載值，公式如下：輸出時(shí)鐘頻率=振蕩器頻率/{4*[65536(RCP2H,RCP2L)]}　　在時(shí)鐘輸出方式下，定時(shí)器2 的翻轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生中斷，這個(gè)特性與作為波特率發(fā)生器使用時(shí)相仿。所有這些中斷源如圖9 所示。程序員不應(yīng)將“1”寫(xiě)入這些位，它們是將來(lái)AT89 系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的。時(shí)鐘振蕩器　　AT89C52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM 編程器兼容?！　?． 在數(shù)據(jù)線上加上要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)。每個(gè)字節(jié)寫(xiě)入周期是自身定時(shí)的。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(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。X1和X2是振蕩源。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。SCLK為時(shí)鐘輸入端?？刂谱止?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(xiě)入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)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(xiě)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(xiě)所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫(xiě))、FFH(讀)。本設(shè)計(jì)的電路模塊可以分為穩(wěn)壓電源模塊、時(shí)鐘模塊、晶振模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊等。 復(fù)位與晶振電路 圖32 復(fù)位電路 圖33 晶振電路，復(fù)位電路主要由型號(hào)為10UF的電容， 10K的電阻以及按鍵S1構(gòu)成，S1接芯片的相應(yīng)引腳RST，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)引腳RST為高電平1，斷開(kāi)時(shí)引腳為低電平0。 液晶顯示電路 圖34 液晶顯示電路 液晶顯示電路部分，通過(guò)液晶屏與單片機(jī)相連接，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的編程，使電子時(shí)鐘的時(shí)間、調(diào)時(shí)、定時(shí)、同步都能夠明確的顯示出來(lái)，使人一目了然。 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 167。通過(guò)按鍵可對(duì)系統(tǒng)時(shí)間分別進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)同步；當(dāng)按下自動(dòng)同步鍵，主機(jī)可通過(guò) GPS時(shí)間采集確定主機(jī)時(shí)間同時(shí)主機(jī)再把時(shí)間同步給從機(jī)；在非自動(dòng)情況下，GPS先給主機(jī)確定時(shí)間從機(jī)保留初始時(shí)間，當(dāng)按下手動(dòng)同步時(shí)主機(jī)再把時(shí)間同步給從機(jī)，并通過(guò)LCD顯示出來(lái)。硬件調(diào)試比較費(fèi)時(shí)，需要細(xì)心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。但應(yīng)用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。如果電路出錯(cuò)，可以在計(jì)算機(jī)上方便的修改電路，程序出錯(cuò)可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時(shí)、省力，經(jīng)濟(jì)、方便。例如：本設(shè)計(jì)是在單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起米的，所以必須先確定單片機(jī)基礎(chǔ)電路能否正常工作。硬件調(diào)試需要萬(wàn)用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如Keil等仿真編輯器。如果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或者不能正常運(yùn)行，可以直接在程序中進(jìn)行修改。2）程序下載到硬件上之后，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)年歷中的日期中出現(xiàn)了00日，所以軟件編程時(shí)出錯(cuò)，經(jīng)過(guò)改正之后重新下載調(diào)試正確。 仿真軟件的簡(jiǎn)介本電子鐘的設(shè)計(jì)用的pretues仿真軟件設(shè)計(jì)電路并仿真。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 電子鐘系統(tǒng)PROTUES仿真結(jié)果按下同步按鍵前：按下同步按鍵后：此仿真結(jié)果的主要實(shí)現(xiàn) （1)將其電源鍵打開(kāi)，按下電源開(kāi)關(guān)即開(kāi)始常工作，LCD液晶顯示屏顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。②鬧鐘顯示鍵，該鍵接外部中斷零（1NT0引腳)。加鍵每按一下增加一，減鍵每按一下減少一，三個(gè)鍵組合在一起完成調(diào)時(shí)功能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，吸收了前輩的一些先進(jìn)的理論成果，我在設(shè)計(jì)中總結(jié)出了一個(gè)重要的經(jīng)驗(yàn):一切問(wèn)題都要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)有較大的進(jìn)展，取得了較好的效果，對(duì)單片機(jī)軟硬件資源和接日擴(kuò)展都有深入的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)不足：有些時(shí)間功能未能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)；由于時(shí)間比較緊迫，未能開(kāi)