【正文】 獲得穩(wěn)定可靠的時鐘，必須選用具有 6pF 負(fù)載電容的晶振。這樣整個過程就到此結(jié)束，剩下的就是撰寫論文。但若是再改過程中，看見我們編號的程序有錯誤， 26 那么就根據(jù)它相應(yīng)的提示來修改錯誤，直到該程序能夠正確編譯為止。然后就可以用我們選擇的仿真軟件進(jìn)行仿真了。帶日歷的電子鐘功能很多，所以對于它的程序也較為復(fù)雜，所以在編寫程序和調(diào)試時出現(xiàn)了相對較多的問題。當(dāng) DDRAM 或 CGRAM 讀出數(shù)據(jù)時，先須設(shè)定 DDRAM 或 CGRAM 的地址。 設(shè)置字型大小，當(dāng) F=1 時 5*10 點陣， F=0 時為 5*7 點陣。 當(dāng) S=1 時，內(nèi)容移動； S=0 時，內(nèi)容不移動。 ⑥ 忙碌標(biāo)志：本標(biāo)志（ BF） 用以表示當(dāng)時 LCD 的狀態(tài)，若 BF=1，則表示處于忙碌狀態(tài)無發(fā)接受外部指令或數(shù)據(jù)；若 BF=0，則可接 受外部指令或數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時采樣或定時采樣，沒有具體的時間記錄，因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時間；若采用單片機(jī)計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī) 的資源，而且，某些測控系統(tǒng)可能不允許?？梢杂美鲜诫娔X主板上的 充電電池。無論是命令字還是數(shù)據(jù)，一個字節(jié)傳送時都是低位在前，高位在后，每一位的讀寫發(fā)生在時鐘的上升沿。 ⑤ 慢充電寄存器的 TCS 位為控制慢充電的選擇，當(dāng)它為 1010 時才能使慢 充電工作。 (2) DS1302 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、時間寄存器及其控制字見表 2。 軟件整體設(shè)計 系統(tǒng)軟件主要包括以下幾個模塊：主程序模塊， LCD 顯示模塊， DS1302 時鐘模塊，按鍵模塊等，通過這幾個模塊的有機(jī)結(jié)合和互相條用來完成任務(wù)。圖 38 所示為DS1302 與單片機(jī)的連接電路。 第 15 腳：背光源正極。 圖 36 LCD1602 功能引腳圖 LCD1602 引腳功能表 32 所示： 表 32 LCD1602 引腳功能表 第 1 腳： VSS 為地電源。 HD44780 有 80 個字節(jié)的顯示緩沖區(qū)，分兩行，地址分別為 00H~27H， 40H~67H，他們實際顯示位置的排列順序跟 LCD 的型號有關(guān)，液晶顯示模塊 1602 的顯示地址與實際顯示位置的關(guān)系如圖 34 所示。 HD44780 是集控制器、驅(qū)動器于一體，專用于字符顯示控制驅(qū)動集成電路。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)。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。 11) XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。在 Flash 編程和校驗時，P3 口也接收一些控制信號。 8 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高八位地址。 4) P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 (3) 如圖 31 所示為 AT89S52 的引腳圖： 7 圖 31 AT89S52 引腳圖 AT89S52 芯片引腳說明： 1) VCC：運(yùn)行和程序校驗時加 +5V 的供電電壓。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 系統(tǒng)采用方案二。而且液晶顯示有功耗低、體積小、重量輕、壽命長、不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點。 在總體設(shè)計思路中，我將其與過去學(xué)習(xí) 過的數(shù)字電路進(jìn)行了比較，決定采用單片機(jī)的實現(xiàn)形式。 (2) 采用石英鐘專用的實現(xiàn)形式 采用石英鐘專用計時芯片實現(xiàn)的電子鐘，具有實現(xiàn)簡單、計時精度高的特點。綜上所述此電子鐘具有讀取方便、顯示直觀、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，具有廣闊的市場背景。而現(xiàn)在的電子時鐘硬件簡單，靈活性強(qiáng)、成本低、功耗低、保密性好，使用方便。 89C51 是 80C51 含 EEPROM 的產(chǎn)品。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(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。在這快速發(fā)展的時代，時間對人們來說是越來越寶貴，在快節(jié)奏的生活里，人們往往忘記了時間。 本文首先描述系統(tǒng)硬件工作原理，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖加以說明，著重介紹了本系統(tǒng)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能及工作過程；其次，詳細(xì)闡述了程序的各個模塊和實現(xiàn)過程。 本系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，以 DS1302 實時時鐘電路對年、月、日、星期、時、分、秒進(jìn)行計時 ,， 同時用匯編語言和 C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計。 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展， 已經(jīng) 可以將 CPU、 RAM、 ROM、定時 /計數(shù)器以及輸入 /輸出 (I/O)接口電路等計算機(jī)的主要部件集成在一塊集成電路芯片上， 這樣組成的芯片級的微型計算機(jī)就是“單片微型計算機(jī) (Single Chip Microputer)”。 當(dāng)今應(yīng)用領(lǐng)域電子鐘的發(fā)展趨勢 單片機(jī)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三代 ： 第一代 ： 以 1976 年推出的 MCS48 系列為代表，其主要的技術(shù)特征是將 CPU 和計算機(jī)外圍電路集成到了一個芯片上，成為與通用 CPU 分道揚(yáng)鑣的標(biāo)志。利用 Flash 存儲器可高速讀 /寫的特點實現(xiàn)在系統(tǒng)編程 ISP 和在應(yīng)用編程 IAP。密密麻麻焊接在一起的元器件，如今已經(jīng)被一個小小的、毫不起眼的芯片代替了。 2) 完成 5000 漢字的與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的英文資料的翻譯。利用 5512F 的 2 秒輸出信號作為秒加法電路的計數(shù)脈沖，可實現(xiàn)電子時 鐘。 系統(tǒng)采用方案二。 時鐘電路 的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機(jī)定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒的計時。 系統(tǒng)硬件描述 本系統(tǒng)是由 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能、低功耗、能在 3V 超低壓工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口 線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 6向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下所述。在 Flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上 高電平將 是單片機(jī)復(fù)位。 9) PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。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)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說明。 HD44780 集成電路的特點： 1) 可選擇 5*7 或 5*10 點字符。 圖 35 字符點陣圖 這些字符有 阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，如 數(shù)字“ 1”的代碼是 00110001B(31H)，又如 大寫的英文字母 “ A”的代碼是 01000001B（ 41H）， “ A”字 的對應(yīng)上面高位代碼為 0100，對應(yīng)左邊低位代碼為 0001，合起來就是 01000001，也就是 41H。 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存器。 AT89S52 主控模塊的設(shè)計 AT89S52 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片，有四個 I/O 口 P0,P1,P2,P3,每一條 I/O 線都能獨立地作輸出或輸入。本系統(tǒng)采用直接訪問方式。在本程序中，LCD1602 初始化為： 8 位數(shù)據(jù)接口，兩行顯示， 5 7 點陣字符，顯示開，關(guān)光標(biāo)，光標(biāo)移動為增量 式。 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 )。 RS 用于選擇連接在 Vcc2 與 Vcc1 之間的電阻， RS 為 00，充電器被禁止，與 TCS 無關(guān)。 在 DS1302 的時鐘日歷或 RAM 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時， DS1302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。 DS1302 在第一次加電后，必須進(jìn)行初始化操作。 ① 輸入輸出寄存器：本單元為 LCD 的大門，所有數(shù)據(jù)和控制信號都需通過本單元才得以進(jìn)出 LCD。 (2) 基本 操作時序 ① 讀操作時序 ② 寫操作時序 20 對以上時序圖的說明如下： 讀狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=1， E=1 輸出： D0D7 為狀態(tài)字 寫指令：輸入： RS=0， RW=0， D0~D7 為指令碼， E 高脈沖 輸出：無 讀數(shù) 據(jù)：輸入： RS=0， RW=1， E=1 輸出： D0D7 為數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=1， RW=0， D0~D7 為數(shù)據(jù)， E 高脈沖 輸出：無 (3) LCD1602 指令說明 LCD 控制器 HD44780 內(nèi)有多個寄存器，通過 RS 和 R/W 引腳共同決定選擇哪一個寄存器，選擇情況如下表所示： RS R/W 寄存器及操作0 0 指令寄存器寫入0 1 忙標(biāo)志和地址計數(shù)器讀出1 0 數(shù)據(jù)寄存器寫入1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出 LCD1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令， 它們的格式和功能 如 下 表所示 ： 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *7置字符發(fā)生存儲器地址0 0 0 18 置數(shù)據(jù)存儲器地址 0 0 19 讀忙標(biāo)志或地址 1 0 BF10寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM1 011 從CGRAM或DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容計數(shù)器地址顯示數(shù)據(jù)存儲器地址字符發(fā)生存儲器地址 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 當(dāng) B=1 時字符閃爍， B=0 時字符不閃爍。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 當(dāng) BF=1 時表示忙，這時不能接受命令和數(shù)據(jù)； BF=0 時表示不忙。 (4) LCD1602 顯示器的初始化 LCD 使用之前須對它進(jìn)行初始化，初始化可通過復(fù)位完成，也可在復(fù)位后完成，初始化過程如下： 延時 15ms 寫指令 38H（不檢測忙 信號） 延時 5ms 寫指令 38H（不檢測忙標(biāo)志） 延時 5ms 寫指令 38H（不檢測忙標(biāo)志） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙標(biāo)志信號 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置 22 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置 寫指令 0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 LCD1602 顯示程序流程圖如圖 45 所示，該流程圖包括顯示一個字符到指定位置函數(shù)，顯示字符串到指定位置函數(shù)，寫指令函數(shù)，寫數(shù)據(jù)函數(shù)，判忙函數(shù)（內(nèi)部等待函數(shù)），初始化函數(shù)等等。同時在軟件的編程方面得到更到的提高，對編程能力得到加強(qiáng)，同時對所學(xué)的知識得到很大的提高與鞏固。 圖 52 Keil C51uVision3 仿真界面 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，該 軟件支持眾多不同公司的芯片，集編輯、編譯 和程序仿真等于一體，同時還支持 PLM、匯編和 C 語言的程序設(shè)計。到此步，我們的軟件調(diào)試就完成了。從圖中可以看出， DS1302 的外部電路十分簡單，唯一外接的元件是 32768Hz 的晶振。本來還想實現(xiàn)更多其他的功能，但由于時間 緊迫，硬件條件限制，未能實現(xiàn)。在此次設(shè)計中，知道了做凡事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一