【文章內(nèi)容簡介】 8 位的定時器）。 3． 3 DS1302 芯片 3． 3． 1 DS1302 的性能特性 DS1302 芯片即實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)；用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31 8 位 RAM； ～ 電壓工作范圍； 時耗電小于 300nA；用于時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式；簡單的 3 線接口；可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力。 DS1302 時鐘芯片包括實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘 /日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于 31 天的月和月末的日期自動進行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用 24h或帶 AM（上午） /PM（下午）的 12h 格式。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)。 DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： Vcc1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供電源，并提供低功率的電池備份； Vcc2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中 Vcc1 連接到備份電，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。 DS1302由 Vcc1 或 Vcc2 中較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2給 DS1302 供電；當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 14— 3． 3． 2 DS1302 的 數(shù)據(jù)操作原理 DS1302 在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8 位地 址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被輸出。無論是讀周期還是寫周期，開始 8 位指定 40 存器中哪個將被訪問到。在開始 8 個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的始終周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8 加 8，在多字節(jié)方式下為8 加字節(jié)數(shù)，最大可達 248 字數(shù)。 如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會中止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≧ 之前，RST 腳必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 的引腳及內(nèi)部結構圖如圖 3— 3 所示，表 3— 2 為各引腳的功能。 畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 15— 圖 3— 3 DS1302 引腳圖及內(nèi)部結構 圖 3— 4 DS1302 的控制字 DS1302 的控制字如圖 3— 4 所示?？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)寫入到 DS1302 中。位 6 如果為 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～ 1（ A4～ A0）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?？刂谱止?jié)總是 從最低位開始輸入 /輸出。 為了提高對 32 個地址的尋址能力（地址 /命令位 1～ 5 = 邏輯1），可以把時鐘 /日歷或 RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié)（ burst）方式。位 6 規(guī)定時鐘或 RAM，而位 0 規(guī)定讀或?qū)憽Ｔ跁r鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31 或 RAM 寄存器中的地址 31 不能存儲數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 16— 式中，讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0 開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫 RAM 時，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有 31 字節(jié)，不管是否寫了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字都將傳送至 RAM。 引腳號 引腳名稱 功能 1 Vcc2 主電源 2， 3 X1， X2 震蕩源，外接 晶振 4 GND 地線 5 RST 復位 /片選線 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端（雙向） 7 SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端 8 Vcc1 后備電源 表 3— 2 DS1302 引腳功能 圖 3— 5 DS1302 數(shù)據(jù)讀 /寫時序 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，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 3— 3，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。 時鐘暫停：秒寄存 器的位 7 定義位時鐘暫停位。當它為 1 時，畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 17— DS1302 停止振蕩，進入低功耗的備份方式。通常在對 DS1302 進行寫操作時（如進入時鐘調(diào)整程序），停止振蕩。當它為 0 時，時鐘將開始啟動。 AMPM/1224[小 ]時方式： [小 ]時寄存器的位 7 定義為 12 或24[小 ]時方式選擇位。它為高電平時，選擇 12[小 ]時方式。在此方式下，位 5 是 AM/PM 位，此位是高電平時表示 PM，低電平表示 AM。在 24[小 ]時方式下，位 5 為第二個 10[小 ]時位（ 20～ 23h）。 寄存器名 命令字節(jié) 取值范圍 寄存器內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 CH 10s SEC 分寄存器 82H 83H 00～ 59 0 10min MIN [小 ]時寄存器 84H 85H 00 ～ 23 或01～ 12 12/24 0 10A/P HR HR 日期寄存器 86H 87H 01～ 28， 29，30， 31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 00～ 99 10YEAR YEAR 表 3— 3 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 DS1302 的晶振選用 ，電容推薦值為 6pF，因為振蕩頻率較低，也可以不接電容，對記時精度影響不大。 3． 4 74LS164 八位移位寄存器 3． 4． 1 74LS164 簡介 畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 18— 74LS164 是一個 8 位移位寄存器，起其主要電特性的典型值如下： 型號 fm Pn 54/74164 36MHz 185mW 54/74LS164 36MHz 80mW 當清除（ CLEAR）為低電平時，輸出端（ QA～ QH）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。當 A、 B 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0 為低電平。當 A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。各引出端符號，其管腳圖如圖 3— 6： CLOCK（時鐘輸入端） CLEAR（同步清楚輸入端、低電平有效） A， B（串行數(shù)據(jù)輸入端） QA～ QH(輸出端 ) 圖 3— 6 74LS164 管腳圖 3． 4． 2 74LS164 邏輯介紹 （ 1）極限值： 畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 19— 電源電壓 7V 輸入電壓 儲存溫度（ － 65～ 150176。C） 工作環(huán)境溫度： 54164（－ 55～ 125176。 C） 74164（－ 0～ 70176。C） （ 2）真值表如表 3— 4： 操作模式 輸入 輸出 復位 MR A B Q0 Q1～ Q7 移位 L L Q0～ Q6 H L L L Q0～ Q6 H L H L Q0～ Q6 H H L L Q0～ Q6 H H H H Q0～ Q6 表 3— 4 74LS164 特性表 H — 高電平 L — 低電平 — 任意電平 （ 3）時序圖如圖 3— 7： 畢業(yè)設計（論文） 基于 MCS51 單片機的數(shù)字鐘設計 — 20— 圖 3— 7 74LS164 時序圖 第四章 線路設計部分 根據(jù)本課題的要求：