【正文】 18 世紀(jì)到 19 世紀(jì)，鐘表制造行業(yè)已逐步實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，并且已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。1949 年以前，我國還沒有手表制造業(yè)，1949 年以后開始了我國鐘表行業(yè)的發(fā)展；六十年代時，我國還是計劃經(jīng)濟模式，全國化大生產(chǎn)，由國家投資，生產(chǎn)的全都是機械表；到了七十年代到八十年代，隨著國際電子技術(shù)的發(fā)展，我國電子表也跟上步伐，猛烈沖擊了傳統(tǒng)的機械鐘表所占的全國壟斷的形勢；九十年代，石英鐘表發(fā)展已基本完善，基本統(tǒng)一了我國的鐘表市場。由于單片機可以很容易實現(xiàn)芯片的智能化，所以在電子鐘的基礎(chǔ)上，人們可以根據(jù)自己的需要以及場合要求添加不同的附加功能。 論文章節(jié)構(gòu)成及安排本設(shè)計是以 AVR 單片機 ATmega16 為核心，以實時時鐘芯片 DS1302 為主要器件，以液晶屏 LCD5110 來完成時間顯示功能。第四章：軟件系統(tǒng)的設(shè)計，介紹本設(shè)計所需的軟件工具以及如何用 C 語言實現(xiàn)軟件編程。第一種是采用專用的實時時鐘芯片。本設(shè)計介紹的實時時鐘芯片 DS1302 主要特點是數(shù)據(jù)傳輸方式為串行通信并且由于芯片內(nèi)部自帶鋰電池，所以掉電也可以工作所以不必?fù)?dān)心耗電這點很方便。這種設(shè)計方案的硬件電路更加簡單，單片機自己即可完成計時，但缺點是每次執(zhí)行 main 程序，定時器都需要重新賦值，每當(dāng)單片機斷電時，程序即停止，也就無法繼續(xù)完成計時工作。核心控制由單片機及其最小系統(tǒng)構(gòu)成，秒計時由實時時鐘芯片 DS1302 完成，這兩塊已經(jīng)完成電子時鐘的基本功能，顯示板塊決定選用液晶屏 LCD5110 完成。并將所要實現(xiàn)的功能分配給相應(yīng)的板塊，通過軟件與硬件相結(jié)合的方式實現(xiàn)每個板塊的功能之后，再通過調(diào)整將所有板塊有機地整合成為一個電路完整、功能齊全、使用方便的時鐘系統(tǒng)。由于所有寄存器河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文8都和運算邏輯總單元 ALU 直接連接，所以運行一條指令時，這條指令可以在單位時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的工作寄存器。ATMEGA16 芯片支持片內(nèi)編程與調(diào)試，具有可編程串行 USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步/異步串行接收/發(fā)送器，USART 是一個全雙工通用同步/異步串行收發(fā)模塊，該接口是一個高度靈活的串行通信設(shè)備)。PB4 連接液晶屏 LCD5110 的 CS引腳，PB5 連接液晶屏 LCD5110 的總線主機輸出/ 從機輸入引腳，此處應(yīng)用了單片機引腳的第二功能，PB6 連接液晶屏 LCD5110 的數(shù)據(jù)或命令引腳 D/C，PB7 連接液晶屏 LCD5110 的時鐘引腳 CLK。實時時鐘芯片 DS1302 可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償功能。需要特別指出的是，DS1302 芯片的工作需要使用 的晶振。? RST：控制移位寄存器/復(fù)位引腳? SCLK：串行時鐘輸入引腳? X1： 晶振輸入引腳? X2： 晶振輸出引腳河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文10? I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳實時時鐘芯片 DS1302 的 X1 和 X2 引腳用于外接 千赫茲的石英晶振，產(chǎn)生的振蕩源提供給芯片內(nèi)部電路計時使用。SCLK 引腳為串行數(shù)據(jù)的位同步脈沖信號，I/O 引腳為雙向串行數(shù)據(jù)傳輸信號。當(dāng)主電源被切斷后，DS1302 啟用備用電源，可以保持 DS1302 繼續(xù)工作。表 31 DS1302 命令字節(jié)的格式表位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定義 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W其中，實時時鐘芯片 DS1302 命令字節(jié)各位的含義如下。? RD/W 位（D0）：DS1302 讀寫控制位。第二是小時寄存器的第七位用于定義 DS1302 是運行十二小時模式還是二十四小時模式，當(dāng)該位置 1 時，選擇十二小時模式，當(dāng)該位置 0 時，選擇二十四小時模式。該芯片的特點是：是 8448 的點陣 LCD（48 行，84 列輸出） ，可以顯示 4 行漢字；與主控芯片的通信方式為串行傳輸，所以僅有少量傳輸線；支持多種串行通信協(xié)議（本設(shè)計采用 AVR 單片機，LCD5110 支持 AVR 的 SPI） ，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可到 4Mbps；供電電壓低，且具有掉電模式，低功耗。? D/C 為數(shù)據(jù)/命令切換引腳，低電平時選擇命令功能，高電平時選擇數(shù)據(jù)功能。液晶屏為 8448 點陣 LCD，意味著有 8448 點，每個像素點的亮滅狀態(tài)即對應(yīng)于需要顯示的信息，在 LCD 上顯示字符實際上就是按照字符的點陣圖顯示設(shè)計出各個像素點的狀態(tài)。s notepad 作為編寫器，用雙龍下載器下載程序。RST 信號必須拉高，否則輸入無效，結(jié)束時，RST 信號拉低。 for(i=0。 //當(dāng)前位是 1，拉高數(shù)據(jù)端 } else { PORTBamp。 //拉低時鐘端 Delayus(10)。以下是從 DS1302 讀出一個字節(jié)數(shù)據(jù)(沒有 RST 操作)的代碼。 //設(shè)置數(shù)據(jù)端口輸入 河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文14 PORTBamp。i++) //8 位 {PORTB|=BIT(RTC_CLK)。 //輸出數(shù)據(jù)下降沿有效 Delayus(10)。=(~(1i))。 LCD5110 子程序液晶屏 LCD5110 出廠自帶驅(qū)動程序，自帶二十六個字母顯示以及常用符號，函數(shù)LCD_write_english_String 以及 LCD_write_chinese_string 都已寫好，故本設(shè)計再利用字模軟件生成電子時鐘所需的初始化漢字或字符即可。 硬件調(diào)試硬件調(diào)試即在硬件電路完成后，用萬能表等工具對電路進行檢查。第二，ATMEGA16與 DS130LCD51SPI 之間是否連接準(zhǔn)確，必須嚴(yán)格對照電路圖檢查。 軟件調(diào)試用雙龍下載器將代碼燒寫進本設(shè)計系統(tǒng)，在液晶屏上觀測運行結(jié)果。筆者及小組成員首先檢測液晶屏，向液晶屏燒入一段簡單的顯示程序，結(jié)果正常，排除了液晶屏的硬件問題，經(jīng)過繼續(xù)的排查，考慮是實時時鐘芯片 DS1302 的代碼編寫不正確。3) 可加上蜂鳴器，利用中斷實現(xiàn)整點報時。2) 學(xué)會了自主學(xué)習(xí)芯片的方法與技巧及編程上的經(jīng)驗，如：片選拉高之前必須將時鐘拉低，但是這一點芯片手冊時序圖不顯示，需經(jīng)驗積