【文章內(nèi)容簡介】 BCD 碼； DM=1， 二進制數(shù)格式，此位不受復位信號影響。 12/24： 為 1,24 小時制；為 0,12 小時制。 DSE： 夏令時允許標志位。在四月的第一個周日的 1︰ 59︰ 59 AM，時鐘調(diào)到 3︰ 00︰ 00 AM； 在十月的最后一個周日的 1︰ 59︰ 59 AM， 時鐘調(diào)到 1︰ 00︰00 AM。 (3)狀態(tài)控制寄存器 C（只讀） 表 24 寄存器 C 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0CH IRQF PF AF UF 0 0 0 0 IRQF ： 中斷請求標志。當 PF=PIE=1 ， AF=AIE=1 ， UF=UIE=1 ，IRQF=PFPIE+AFAIE+UFUIE 有一種或幾種發(fā)生時， IRQF 置高 IRQ 腳輸出為低電平；為低時，無中斷請求發(fā)生。所有標志位在讀寄存器 C 或復位后清 0。 其中 PF： 周期中斷標志； AF：鬧鐘中斷標志； UF： 更新中斷標志。 (4)狀態(tài)控制寄存器 C（只讀） 表 25 寄存器 C 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0DH VRT 0 0 0 0 0 0 0 VRT： VRT=0，表示芯片內(nèi)的鋰電池能量耗盡，此時 RAM 中的數(shù)據(jù)的正確性就無法保證了； VRT=1，信息有效。 時序圖分析 鑒于本設計 MOT 引腳接 GND，總線選用 Intel 模式，故此系統(tǒng)只分析 Intel模式。 Intel模式總線寫時序圖如圖 27 所示，讀時序圖如圖 28 所示： 基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設計 10 圖 27 Intel 模式總線寫時序圖 tC Y CP WA S HtA S DtA S DP WE LtA S LtA S E DtC StA H LtD S WP WE H tC HtD H WA SD SR / WC SA D 0 A D 7 寫 圖 28 Intel 模式總線讀時序圖 硬件電路設計 根據(jù)芯片的特性和引腳功能來設計外圍電路 。 DS12C887 時鐘芯片電路如圖29 所示： 圖 29 時鐘電路 A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7D S C SD S A SD S R WD S D SV C C 5 VV C C 5 VDSIRQR31 0 KC21 0 u FM O T1NC2NC3A D 04A D 15A D 26A D 37A D 48A D 59A D 610A D 711G N D12CS13AS14R /W15NC16DS17R E S E T18I R Q19NC20NC21NC22S Q W23V C C24DS12C887U3D S 1 2 C 8 8 7巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設計） 11 引腳 1 這里接地（或懸空）來選取 Intel模式， 4～ 11 引腳接單片機的 P1 口 ，18 引腳 接 VCC， 19 引腳外接一個上拉電阻 然后接到單片機 口，其他的引腳各自接到相應端口。 蜂鳴器聲響模塊 此模塊在鬧鐘設定時間到時發(fā)出聲響。本模塊通過 PNP 三極管為蜂鳴器放大電流，基極通過 33 歐的電阻與單片機 16（ ） 引腳相連。其電路圖如圖 210所示： 圖 210 蜂鳴器聲響電路 按鍵模塊 按鍵模塊的作用是調(diào)節(jié)時間及設置鬧鐘時間。電路圖如圖 211 所示： 圖 211 按鍵電路 LCD1602 顯示模塊 1602 液晶概述 本設計使用的 1602 液晶為 5V 驅(qū)動，帶背光，可顯示兩行，每行 16 個字符，V C C 5 VB E E PR53312B U Z Z 1123Q18550S1S2S3S2S3S4基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設計 12 不能顯示漢字，內(nèi)置 128 個字符的 ASCII 字符集庫。 1602 液晶的引腳及實物圖如圖 21 213 所示： 圖 212 LCD1602 引腳 圖 213 LCD1602 實物圖 1. 引腳說明 1602 液晶引腳說明如表 26所示： 表 26 液晶引腳說明 編號 符號 引腳功能說明 編號 符號 引腳功能說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)接口 3 2 VCC 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)接口 4 3 VO 液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端 11 D4 數(shù)據(jù)接口 5 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 數(shù)據(jù)接口 6 5 R/W 讀寫選擇端 13 D6 數(shù)據(jù)接口 7 6 E 使能端 14 D7 數(shù)據(jù)接口 8 7 D0 數(shù)據(jù)接口 1 15 BLA 背光電源正極 8 D1 數(shù)據(jù)接口 2 16 BLK 背光電源負極 基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入， RS=L,R/W=H,E=H； 輸出， D0～ D7=狀態(tài)字。 讀數(shù)據(jù)：輸入， RS=H,R/W=H,E=H；輸出，無。 寫指令：輸入， RS=L,R/W=L,D0～ D7=指令碼， E=高脈沖；輸出， D0～ D7=VSS1VCC2V03RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設計） 13 數(shù)據(jù)。 寫數(shù)據(jù)：輸入， RS=H， R/W=L, D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出，無。 根據(jù)分析時序圖（圖 214）可知操作 1602 液晶的流程如下： （ 1）通過 RS 來確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標顯示還是不顯示、光標閃爍或者不閃爍、需不需要移屏，在液晶何處位置顯示等等；寫數(shù)據(jù)是指顯示什么內(nèi)容。 （ 2）讀 /寫控制端設置為寫模式，即低電平。 （ 3）要將數(shù)據(jù)或命令送到數(shù)據(jù)線上。 （ 4）給使能端（ E）一個高脈沖將數(shù) 據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。 時序圖如下： T s p 2T s p 1tH D 1tP WtH D 1tH D 2tRtFtC有 效 數(shù) 據(jù)R SR / WED B 0 D B 7Y N 如圖 214 1602 液晶寫操作時序圖 表 27 狀態(tài)字說明 STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3 D3 STA2 D2 STA1 D1 STA0 D0 STA0～ STA6 當前地址指針的數(shù)值 STA7 讀 /寫操作使能 1— 禁止； 0— 允許 理論上每次對控制器進行讀 /寫操作之前，都必須進行讀 /寫檢測，確保 STA7為 0。實際上，由于液晶控制器的反應速度快于單片機的操作速度，因此可以不進行讀 /寫檢測，或許可以只進行簡短延時也行。 地址映射圖 控制器的內(nèi)部帶有 80B 的 RAM 緩沖區(qū)，對應關(guān)系如圖 215 所示： 基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設計 14 0 0 0 1 0 2 0 30 40 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 A 0 B 0 C 0 D 0 E 0 F 1 0? ?2 74 04 1 4 2 4 3 4 44 54 6 4 7 4 8 4 9 4 A 4 B4 C4 D 4 E 4 F 5 0? ?6 7L C D1 6 字 X 2 行 圖 215 1602 內(nèi)部 RAM 地址映射圖 當向圖中的 00～ 0F、 40～ 4F 地址中的任一處寫入顯示數(shù)據(jù)時，液晶都會立即顯示出來，當寫入到 10～ 27或 50～ 67 地址時，必須要通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示。 表 28 數(shù)據(jù)指針設置 指令碼 功能 80H+地址碼（ 0～ 27H， 40～ 67H） 設置數(shù)據(jù)地址指針 控制器內(nèi)部設有一個數(shù)據(jù)地址指針，我們可以通過它們訪問內(nèi)部的全部 80B的 RAM。 表 29 其他設置 指令碼 功能 01H 顯示清屏： 0 0 02H 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清 0 （ 1）顯示模式設置 表 210 顯示模式設置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設置 162 顯示， 57 點陣， 8 位數(shù)據(jù)口 （ 2）顯示開 /關(guān)及光標設置 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設計） 15 表 211 顯示開 /關(guān)及光標設置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1，開顯示； D=0，關(guān)顯示 C=1，光標顯示 ； C=0， 光標 不顯示 B=1，光標閃爍 ； B=0， 不顯示光標 0 0 0 0 0 1 N S N=1， 讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加 1 且光標加 1； N=0， 讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 1 且光標減 1 S=1，寫一個字符時， 顯示 整體 左移（ N=1）或右移（ N=0），來 得到光標不移動而屏幕移動的效果； S=0，寫一個字符時，顯示 整體 不移動 0 0 0 1 0 0 0 0 光標左移 0 0 0 1 0 1 0 0 光標右移 0 0 0 1 1 0 0 0 顯示整體 左移，同時光標跟隨移動 0 0 0 1 1 1 0 0 顯示整體 右移，同時光標跟隨移動 1602 液晶電路 為防止上電時燒壞背光燈，在 15 腳（ BLA）串接一個 10 歐姆的電阻來 限流；液晶 3（ VO）腳為對比度調(diào)節(jié)端，串接一個 10K 的電位器來調(diào)節(jié)對比度；液晶 4（ RS）腳為向液晶控制器寫數(shù)據(jù) /寫命令選擇端，接單片機 口；液晶 5（ R/W）腳為讀 /寫選擇端 ，由于只向液晶寫入命令和顯示數(shù)據(jù)，不從液晶讀取數(shù)據(jù)，所以此腳始終選擇為寫狀態(tài)，即接地；液晶 6（ E）腳為使能端，是操作液晶 時必須的 ，接單片機 口； 1（ VSS） 、 2（ VCC）腳是電源端； 15（ BLA）、 16（ BLK）腳是背光電源端。具體電路圖如圖 215 所示： 圖 215 1602 液晶電路 RSLCDEND0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7V C C 5 VVSS1VCC2V03RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714BLA15BLK16U2L C D 1 6 0 2W11 0 KR410V C C 5 V基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設計 16 3. 系統(tǒng)的軟件設計 軟件編譯器及燒寫工具 本設計采用 C 語言編程。程序的編寫和編譯在 Keil uVisio4 軟件上完成。編譯及燒寫的步驟如下： 打開 Keil uVisio4 軟件，新建工程→保存，選取芯片類型→ OK，新建文件→保存，添加文件到工程，在文件里完成程序的編寫，保存并編譯，在無錯誤的情況下，配置一些系統(tǒng)的設置，再編譯一次，生成可以下載到 STC89C52 芯片上的以 .hex 為后綴名的二進制文件。界面如圖 31 所示： 圖 31 Keil uVisio4 編譯界面 編譯完成后的二進制文件，通過專用的 STCISP 軟件同時借助于開發(fā)板燒寫到單片機里，對程序進行測試。如圖 32 所示： 巢湖學院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設計） 17 圖 32 燒寫工具界面 軟件總體設計思路 主程序流程圖如圖 33 所示： 開 始D S 1 2 C 8 8 7 初 始 化L C D 1 6 0 2 初 始 化W h i l e ( 1 )按 鍵 掃 描是 否 有 按 鍵 按 下 ？ 執(zhí) 行 相 應 程 序鬧 鈴 中 斷 ？ 執(zhí) 行 相 應 程 序讀 取 D S 1 2 C 8 8 7 數(shù) 據(jù)送 L C D 1 6 0 2 顯 示YYNN 圖 33 主程序流程圖 基于 51 單片機的數(shù)字電子鐘設計 18 首先，程序啟動后對單片機內(nèi)部資源初始化，然后對 DS12C887 時鐘芯片初始化，寫入控制字，讀