【文章內(nèi)容簡介】 充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 它是一種一種高性能、低功耗、帶 RAM的實時時鐘電路，可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU進行同步通信，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)。 圖 34 示出 DS1302 的引腳排列圖。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文 8 圖 34 DS1302的引腳圖 其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。在主電源關(guān)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(qū)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RSTS 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。中有在 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。 使用 DS1302 時可參考它的硬件接線圖，如圖 35 所示。 V C C 2X1X2GNDR S TI / OS L C KV C C 1U1D S 1 3 0 2 V C C12Y1C12012P1H e a d e r 2C220P 1 .2P 1 .1P 1 .032.768KHZ 圖 35 DS1302的硬件接線圖 DS1302 的工作原理： DS1302 在每次進行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置 “ 0”，接著把 RST 端置“ 1”，最后才給予 SCLK 脈沖；讀 /寫時序如下圖 4所示。 DS1302 的控制字的位 7必須置 1，若為 0 則不能把對 DS1302 進行讀寫數(shù)據(jù)。對于位 6，若對程序進行讀 /寫時 RAM=1，對時間進行讀 /寫時， CK=0，位 1至位 5指操作單元的地址。位 0是讀 /寫操作位，進行讀操作時，該位為 1；該位為 0則表示進行的是寫操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入 /輸出的。表 .2為 DS1302 的日歷、時間第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn) 9 寄存器內(nèi)容：“ CH”是時鐘暫停標志位，當該位為 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302處于低功耗狀態(tài)；當該位為 0時，時鐘開始運行?！?WP”是寫保護位，在任何的對時鐘和 RAM 的寫操作之前， WP 必須為 0。當“ WP”為 1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。 的控制字節(jié)： DS1302 控制字節(jié)的高有效位（位 7）必須是邏 輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM數(shù)據(jù)；位 5 至位 1指示操作單元的地址；最低有效位（位 0）如為 0表示要進行寫操作，為 1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出 （ I/O） 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 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。 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。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。 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 )。 顯示模塊設(shè)計 本設(shè)計中由于要對年、月、日、星期、時、分、秒、顯示，選擇液晶顯示器1602 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD。它可以顯示兩行，每行 16個字符，采用單 +5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。它可以顯示的字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號等，每一個字符都有一個固定的代碼，例如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。 如圖 36即 為 LCD 顯示模塊的接口線路，和附錄一的連線一樣，無需修改。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文 10 圖 36 LCD液晶顯示模塊 鍵盤模塊 鍵盤模塊用于調(diào)節(jié)、校準萬年歷的時間，更根據(jù)各個鍵盤的功能選擇合適的鍵盤使用。 按鍵功能自上而下依次為： 1 選擇修改項鍵、 2 增大鍵、 3 減小鍵、 4 確定鍵 . 文中系統(tǒng)軟件設(shè)計使用開關(guān)做鍵盤使用如下圖 37所示。 圖 37 開關(guān)第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 11 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 主程序設(shè)計 電子萬年歷的功能是在程序控制下實現(xiàn)的。 首先系統(tǒng)初 始化，系統(tǒng)開始運行，當有設(shè)置鍵按下時進入修改時間模式，無按鍵按下時讀取時間等數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示；在修改時間模式下設(shè)置時間完成后再送數(shù)據(jù)到液晶屏顯示。 該系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強了程序的可移植性。 萬年歷的主程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 主程序流程圖 開始 初始化 讀日期、時間 寫日期、時間 顯示子程序 開關(guān)控制子程序 時間修改子程序 日期修改子程序 顯示結(jié)果 返回 淮安信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文 12 萬年歷優(yōu)化算法 陽歷算法： 陽歷的算法比較簡單，每十月的總的天數(shù)相對 來說是固定的。只有 2 月份，在閏年是 29天，在非閏年是 28天。每個月的日歷排法．主要是確定每個月第一天是星期幾。我們知道 1901 年 1月 1日是星期二，星期的變化是 7 天一個周期，比如說要計算 1901 年 2 月 1 日是星期幾，可以這樣推算：從 1901 年 1月 1日到1901 年 2 月 1 日總共經(jīng)過了 31天 (從表 1可 看出 )， 31對 7取模是 3： i901 年 1月 1 日是星期二，加三后，是星期五。因此 1901 年 2 月 1 日是星期五。同理，可以推算出從 1901— 2100 年任何一天是星期幾，如下表 所示。 表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 閏年 31 29 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 非閏年 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 下圖 42是陽歷計算程序流程圖。 圖 42 陽歷計算程序流程圖 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 13 陽歷與星期的換算方法 在現(xiàn)行陽歷中，歷年的長度 365 天 (平年 )或者 366 天 (閏年 )都不是七的整數(shù)倍，所以日期與星期之間沒有明顯的對應關(guān)系。一般情況下，不看日歷牌就無法知道某月某日是星期幾。不過，它們之間還是有一定規(guī)律可循的，只要經(jīng)過 簡單計算，或者查找表格，就可以知道與任何日期相對應的星期數(shù)。這里列出兩種方法供讀者選用。 （ 1）公式法：設(shè) y麥示公元年數(shù)， d 表示從 1 月 1 日起算的日數(shù)。 首先求出 1月 0日 (即上一年 12 月 31 日 )的星期序數(shù)，然后與日數(shù) d相加，其和用 7除，余數(shù)就是答案。為了推導公式，我們想一想，第一年 1月 0日的星期序數(shù)與第二年 1月 0日的星期序數(shù)有什么關(guān)系 ?平年 365 天，等于 52 個星期零1 天，所以第二年 1 月 0 日的星期序數(shù)比第一年的多 l，但這個 l 已包含在 y 中了，因為第二年的年數(shù) y比第一年大 1；閏年 366天，等于 52 個星期零二天，所以第二年 1 月 0 日的星期序數(shù)等于第一年 (閏年 )的星期序數(shù)加 2，除了 y 中包含的 1 外，還需加修正值 1。根據(jù)這些道理我們可以推得三個公式，將式中 S 用 7除，余數(shù)就表示星期幾。 從公元 1900 年 1 月 1 日到公元 2101 年 1 月 1 日之間這 201年，可用公式： S ＝ y－ 1900 + [(y－ 1901)/4] + d 方括號表示取商的整數(shù)部分，對于1900 年 — 1904 年這五年方括號值為 0。這個公式是這樣來的： 1900 年 1 月 0 日 (即1899 年 12月 31 日 )是星期天。這年是 平年，以后直到 2100 年前都是每隔 4 年一閏，閏年多出的那一天，影響到下一年 1 月 0日的星期序數(shù)，并不影響閏年本身，閏年產(chǎn)生的修正值應加到下一年上去，所以〔 (y－ 1901)/4〕中，計算時用 190l而不是 1900。 例：求 2020 年 12 月 31 日是星期幾 ? 2020 年是閏年，從 1月 1日算起， 12 月 31 日是第 366天，所以 d＝ 366。根據(jù)公式有： S＝ 2020－ 1900 +〔 (2020－ 1901)/4〕 + 366 ＝ 100 +〔 99/4〕 + 366 ＝ l00 + 24 + 366 ＝ 490 490 為 7的整數(shù)倍，即余數(shù)為 0，所以 2020 年 12月 31 日為星期日。 （ 2）更普遍的公式為： s＝ v－ 1 +〔 (y－ 1/4〕－〔 (y－ 1/100〕 +〔 (y－ 1/400〕 + d 對于這個公式，我們不妨這樣考慮：陽歷 400年中有 97 個閏年，共 365x 400 + 97 ＝ 天， 146， 097＝ 20， 871 7，即正好是 7 的整數(shù)倍。這表明某年某月某日所對應的星期序數(shù)與四百年前同月同日所對應的星期序數(shù)完全相同?；窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文 14 前邊例中我們已算出公元 2020 年 1月 0日 (即 2020 年 12 月 31 日 )是星期日，那么，公元 1601 年、 1201 年??以及公元 1 年的 1月 0日都是星期日。假如每個歷年都是 365 天的話，那么，由于公元 1 年 1 月 0 日是星期日，只要公式 S＝ y－ 1 + d 就可以了，但實際上閏年是 366 天，所以我們必須根據(jù)閏年的有關(guān)規(guī)定進行修正?！?(y－ 1)/4〕是四年一閨產(chǎn)生的修正值。如果只取這一個修正項，就會多修正以至造成錯誤，這是因為，根據(jù)陽歷的規(guī)定，逢百之年雖然能被 4整除，卻不一定是閏年，所以必須減去多修正的值，它等于〔 (y－ 1/100)〕。如果逢百之年都是平年，只要這兩個修正項也就可 以了?？墒?，公元年數(shù)能被 400 整除的年 (當然也一定能被 100 整除 )仍是閏年，所以還必須加上〔 (y－ 1/400)〕。這個修正項才行。方括號中之所以用 y－ 1而不用 y，是由于修正值是加到閏年的下一年上去，而不是加到閏年本身上。 萬年歷工作的簡易流程圖 在萬年里程序中，單片機的工作流程圖如下圖 43所示。 圖 43 單片機的簡易工作流程圖 開始 單片機讀 DS1302數(shù)據(jù) 單片機送數(shù)據(jù)到 LCD1602 單片機判斷按鍵 單片機處理