【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 日歷還有 RAM 寄存器規(guī)定成多字節(jié)，方便尋址。由以上可知，位6 選擇要尋址的對(duì)象是什么，而最低位來(lái)決定是讀還是寫操作。因?yàn)樽x寫都是從最低位開始的，必須按順序先寫最開始的 8 個(gè)寄存器。但當(dāng)選擇寫 RAM 時(shí)，不管是不是把所有的 31 個(gè)字節(jié)都寫進(jìn)去了，都能保證這所有的 31 個(gè)字節(jié)都能夠送入RAM 里面。 要想充分利用 DS1302 芯片的功能，還必 須對(duì)它的具體的寄存器和控制字有所了解，內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 詳見(jiàn) 表 1 1。 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(shí)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 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 7 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 1 1 DS1302 內(nèi)部寄存器地址和內(nèi)容 DS1302 一共有 12 個(gè)寄存器，這里面主要有 7 個(gè)寄存器是和我們所要用到的時(shí)鐘日歷有聯(lián)系的，它們都是按 BCD 碼的形式來(lái)存放數(shù)據(jù)的。奇數(shù)時(shí)進(jìn)行讀操作，而偶數(shù)時(shí)執(zhí)行寫操作。 DS1302 是可以暫停工作的，主要受寄存器的位 7 影響。當(dāng)位 7 是邏輯 0 的時(shí)候 ， DS1302 才開始工作，當(dāng)它是邏輯 1 時(shí)，芯片會(huì)停止當(dāng)前工作。通常情況下，都是在 DS1302 進(jìn)入寫操作時(shí)，芯片才會(huì)停止振蕩，進(jìn)入備份模式 [5]。 1602 顯示屏 （ 1） 顯示屏介紹 1602 顯示屏實(shí)物如 圖 1 4 所示。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 8 圖 1 4 1602 顯示屏 LCD1602 的顯示容量是 16*2 個(gè)字符，工作電壓合電流分別是 5V 和 2mA，字符尺寸是 *。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是無(wú)背光（ 14 引腳）的 LCD1602，各引腳說(shuō)明如下： 1 腳和 2 腳： VSS 和 VDD 分別接地和 5V 電源。 3 腳：用來(lái)調(diào)整顯示器的對(duì)比度，對(duì)比度在接地時(shí)最高，在接電源時(shí)最低，使用過(guò)程中接一個(gè) 10K 電位器可以合理地對(duì)對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整。 4 腳： RS，對(duì)寄存器具有選擇功能，當(dāng)接高電平時(shí)，選擇的是數(shù)據(jù)寄存器，當(dāng)接低電平時(shí)，相應(yīng)地選擇指令寄存器。 5 腳：是選擇讀寫的信號(hào)端，用 R/W 來(lái)表示。當(dāng)接低電平時(shí)選擇寫操作，當(dāng)接高電平時(shí)選 擇的是讀操作。 6 腳：使能端，用 E 表示，當(dāng)它從高電平變成低電平有效時(shí)，開始執(zhí)行命令。 7 到 14 腳：這八個(gè)引腳分別代表 8 個(gè) 8 位的雙向數(shù)據(jù)線，用 D0 到 D7 表示。 （ 2）數(shù)碼管顯示原理 以共陽(yáng)極為例，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 1 5 所示 。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 9 圖 1 5 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 數(shù)碼管顯示，需要驅(qū)動(dòng)電路的作用，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路，使得不同的碼段發(fā)亮，來(lái)達(dá)到效果。數(shù)碼管顯示有靜態(tài)方式和動(dòng)態(tài)方式兩種： ① 靜態(tài)顯示：靜態(tài)顯示必須保證 每一個(gè) 數(shù) 碼管的段選端都要接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線，字形一旦送入，就能一直保持，當(dāng)下一個(gè)字形再輸入時(shí)才發(fā)生變化。使用靜態(tài)顯示，對(duì) CPU 占用少，編程簡(jiǎn)單，但是電路會(huì)比較復(fù)雜，操作性不高。 ② 動(dòng)態(tài)顯示： 動(dòng)態(tài)顯示需要把數(shù)碼管所有段選端并聯(lián)，通過(guò)位選線來(lái)選擇點(diǎn)亮哪一段。 如圖 4 所示有 a 到 dp8 個(gè)端，把這 8 個(gè)端口 并聯(lián)在一條線上，在數(shù)碼管公共級(jí)接上位選通控制電路，每個(gè)端口的 I/O 線控制自己的選通端。然后工作時(shí)，單片機(jī)會(huì)把需要選擇的數(shù)碼管的選通控制打開，沒(méi)選中的就不工作，這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)需要得到的數(shù)字。動(dòng)態(tài)顯示相比于靜態(tài)顯示，可以節(jié)省更多的 I/O 端口，功耗低，較為實(shí)用。 元件清單 元器件清單見(jiàn) 表 1 2 元器件清單 。 元件名 封裝 標(biāo)稱值 說(shuō)明 數(shù)量 C1 直插 10uF 電解電容 1 C2 直插 20pF 1 C3 直插 20pF 1 C4 直插 1 C5 直插 22uF 電解電容 1 R 直插 1k、 1k、 510不等 15 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 10 B1 直插 蜂鳴器 1 V1 直插 8550 三極管 1 Y1 直插 晶振 1 Y2 直插 晶振 1 K1 直插 自鎖按鈕 電源 開關(guān) 1 K2到 K7 直插 微動(dòng)開關(guān) 按鍵 1到 6 6 U1 直插 STC89C52 單片機(jī) 主芯片 1 U2 DIP8 DS1302 時(shí)鐘芯片 1 液晶屏 LCD1602 無(wú)背光顯示屏 1 紐扣電池 CR2302 3V 1 J1 4腳插針 1 J2 SIP16 顯示接口 16腳插座 1 單片機(jī)插座 DIP40 1 表 1 2 元器件清單 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 11 第 2 章 硬件 電路圖設(shè)計(jì) Protel 硬件開發(fā)及介紹 Protel 是我們 國(guó)內(nèi) 目前 最流行的通用 EDA 軟件， 它是一個(gè)整體的工作平臺(tái)，包含了電路原理圖的設(shè)計(jì)、 PCB板設(shè)計(jì)、電路仿真還有 PLD 設(shè)計(jì)等多個(gè)模塊于一身的設(shè)計(jì)軟件 ，是第一個(gè)將 EDA軟件設(shè)計(jì)成基于 Windows系統(tǒng)下的應(yīng)用軟件 。 Protel 的包括了許多功能 ，在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域占有極其重要的地位。 它集成了軟件界面、仿真功能和 PLD設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性分析，在此基礎(chǔ)上 Protel 99SE 又增加了一些新的功能， 使用起來(lái) 更加方便靈活。它 因?yàn)榫哂泻芎玫膶?shí)用性，而且容易掌握 ，逐漸獲得 廣大硬件設(shè)計(jì)人員的青睞，是目前眾多 EDA 設(shè)計(jì)軟件中用戶最多的產(chǎn)品之一。 Altium Designer 是 Protel 原廠 Altium 公司開發(fā)的一款用于板級(jí)設(shè)計(jì)的軟件。 該軟件可以支持 PCB 集成化設(shè)計(jì)，嵌入式軟件開發(fā)和 FPGA 設(shè)計(jì)等多種功能。它以 EDA 為工作平臺(tái)，是第一款將 EDA 軟件設(shè)計(jì)在 Windows 下運(yùn)行的產(chǎn)品。它的功能非常強(qiáng)大，主要包括原理圖設(shè)計(jì)，信號(hào)仿真， PLD 模塊設(shè)計(jì)和完整性分析四個(gè)模塊，在我們電子電路設(shè)計(jì)行業(yè)中發(fā)揮著重大作用。 （ 1） 原理圖設(shè)計(jì) 制作電子器件電路圖是最基本的要素， Protel 軟件對(duì)各種電子器件都予以收錄并說(shuō)明，各自用特殊的圖形符號(hào)來(lái)表示。我們可以利用它將這些圖形符號(hào)施以必要的結(jié)點(diǎn)和線路連接起來(lái)得到我們需要的電路圖。 （ 2） PCB 設(shè)計(jì)板塊 想要得到電子成品，僅有電路圖是不夠的，還需要實(shí)物化， PCB 設(shè)計(jì)就是把基本的電路圖轉(zhuǎn)化成電路板的過(guò)程。利用該軟件可以方便對(duì)電路圖做出改動(dòng)，具有很強(qiáng)的自動(dòng)功能，制作出符合我們要求的電路板。 （ 3） 信號(hào)仿真 電路板設(shè)計(jì)好后，可以通過(guò)軟件進(jìn)行 仿真實(shí)驗(yàn)，從仿真元件庫(kù)中找到相應(yīng)元件，連接好后，加上電源，就能完成對(duì)電路的仿真，大大提高效率 [6]。 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 12 電路總體設(shè)計(jì)圖 本次設(shè)計(jì)的核心部分就是單片機(jī)芯片 STC89C52，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)最主要的控制功能。然后由外部電源對(duì)它供電，還需要對(duì)六鍵鍵盤操作，向芯片內(nèi)部傳遞我們想要實(shí)現(xiàn)的信息，這樣單片機(jī)才能接受信息，開始工作。然后芯片根據(jù)所收到的信息，將我們需要的信息再通過(guò)外部器件傳達(dá)給我們。時(shí)間信息顯示在 1602 顯示屏上面，當(dāng)時(shí)間走到我們?cè)O(shè)定的鬧鐘時(shí)刻時(shí)，單片機(jī)會(huì)向蜂鳴器發(fā)出指令，起到報(bào)警作用，達(dá)到我們想要的 鬧鈴效果。當(dāng)所接的外部電源斷開時(shí)， DS1302 時(shí)鐘芯片在掉電情況下在紐 扣電池作用下可以保持繼續(xù)工作，確保走時(shí)的準(zhǔn)確性。所以電路設(shè)計(jì)的總體思路 如 圖 2 1。 圖 2 1 電路設(shè)計(jì)流程 電路的 PCB 圖 見(jiàn)按鍵輸 入 電源供 電 單片機(jī)主芯片 顯示屏 時(shí)鐘芯片 鬧鐘電路 基于 51 單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 13 A1B2B1E2C3B1V18550+5VR3510RST9RXD/10INT0/12INT1/13T0/14T1/15EA/VPP31XTAL119GND203938373635343332123456782122232