【導(dǎo)讀】電子萬年歷是一種非常廣泛日常計(jì)時(shí)工具。它可以對年、月、日、時(shí)、分、該電路采用AT89S52單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電。壓可選用3---5V電壓供電。說，精確度更高?？梢燥@示溫度、年、月、日、時(shí)、分、秒及周信息，具有可調(diào)。整日期和時(shí)間功能。對單片機(jī)的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識進(jìn)行了比較全面準(zhǔn)備。在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件部分主要由單片機(jī)，LED顯示電路，以及。調(diào)時(shí)按鍵電路等組成。在單片機(jī)的選擇上使用了AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)適合。于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。顯示器使用共陰極的數(shù)碼管。動(dòng)顯示，然后并行輸出。程序采用匯編語言編寫，以便更簡單地實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間及陰歷顯示功。所有程序編寫完成后，在keil軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，在Proteus. 關(guān)鍵詞：時(shí)鐘芯片、MAX7219、DS18B20、動(dòng)態(tài)掃描、單片機(jī)。

　　

【正文】 1 指示操作單元的地址 。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 表 211 DS1302 的控制字節(jié) 1R A MC \ K \A 4 A 3 A 2 A 1 A 0R A MK \ 2）數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，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(gè) SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 3） DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)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(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時(shí)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(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為 一個(gè) 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(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 DS1302 內(nèi)部寄存器的列表如圖 212 所示。 表 212 DS1302 內(nèi)部寄存器列表 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時(shí)寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 A HR HR 日寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 24 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 5） DS1302 的寄存器和控制命令 DS1302 工作是為了對任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要 將要復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（ SCLK）的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問地址，命令字裝入寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（ 8 位地址 +8 位輸數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為 8 加最多可達(dá) 248 的數(shù)據(jù)。對DS1302 的操作就是對其內(nèi)部寄存器的操作， DS1302 內(nèi)部共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)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、始終突 發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。始終突發(fā)寄存器可一次性順利讀寫除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表 213 所示。 表 213 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對照表 7 6 5 4 3 2 1 0 寄存器名稱 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時(shí)寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時(shí)鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 注：最后一位 RD/W 為 “ 0” 時(shí)表示進(jìn)行寫操作，為 “ 1” 是表示讀操作 物理上， DS1302 的通訊接口由 3 個(gè)口線組成，即 RST,SCLK,I/O。其中 RST南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 25 從低電平變成高電平啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸過程， SCLK 是時(shí)鐘線， I/O 是數(shù)據(jù)線。具體的讀寫時(shí)序參考下圖，但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是 對時(shí)鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效數(shù)據(jù)是在下降沿（ DS1302 正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí) SCLK 保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在 SCLK 保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。 01 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7R / W \ A 0 A 1A 2A 3A 4R A MC K1 圖 DS1302 的命令結(jié)構(gòu) 時(shí)鐘電路 此電路圖中是以 DS1302 時(shí)鐘芯片為主，單片機(jī)為輔來控制時(shí)鐘。 DS1302有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。如圖 所示。 圖 時(shí)鐘電路 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 26 3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 主程序流程圖 時(shí)間調(diào)整使用兩個(gè)調(diào)整按鍵，一個(gè)作為控制位移，另一個(gè)作為加 “ 1” 調(diào)整，分別定義為控制按鍵，加 “ 1” 按鍵。在調(diào)整時(shí)間的過程中，需要調(diào)整的位與其他應(yīng)該區(qū)別開來，所以增加了閃爍功能。主程序流程圖如下圖 所示。 是 否 圖 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷主程序流程圖 開始 初始化 分離日期 /時(shí)間顯示值 日期 /時(shí)間顯示子程序 日期、時(shí)間修改子程序 返回 是否調(diào)整時(shí)間 讀時(shí)間和日期 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 27 系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)中不僅包括主程序的設(shè)計(jì)為了在編寫程序中方便，可以使用子程序，這樣只需要調(diào)用子程序就可以實(shí)現(xiàn)。 MAX7219 送顯示流程圖 在系統(tǒng)一開始首先定義變量，定義好之后初始化各個(gè)變量的初始值，然后設(shè)置顯示區(qū)的首地址，設(shè)置好之后開始傳輸數(shù)據(jù)，傳送完之后就開始顯示 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值。如圖 所示。 開 始定 義 變 量初 始 化設(shè) 置 顯 示 區(qū) 首 址傳 送 數(shù) 據(jù)顯 示返 回 圖 MAX7219 的流程圖 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 28 DS1302 的流程圖 DS1302 可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，其中主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。首先對 DS1302 初始化，然后再讀取 DS1302 中的時(shí)間，最后將時(shí)、分、秒顯示出來，如此循環(huán)來計(jì)時(shí)，如圖 所示。 開 始D S 1 3 0 2 初 始 化讀 取 D S 1 3 0 2 時(shí) 間顯 示 時(shí) 、 分 、 秒 圖 DS1302 的流程圖 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 29 18B20 的流程圖 DS1820 通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和 DS1820之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。接通后首先采集溫度，然后初始化，再啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，然后讀取溫度，最后輸出返回，如圖 所示 。 DS18B20初始 化跳 過 ROM啟 動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn)換讀 取 溫 度DS18B20初始 化跳 過 ROMDS18B20溫度 采 集 模 塊返 回 圖 DS18B20 的流程圖 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 30 4 系統(tǒng)仿真簡介 仿真軟件簡介 Protues 軟件是英國 Labcenter Electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件 三 合 一 設(shè) 計(jì) 平 臺 ， 其 處 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯。 圖 Protues 仿真編譯界面 1．軟件的功能特點(diǎn)： Protues 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是： （ 1）原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線、 SPICE 電路仿真 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于 AT89S52 單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì) 31 （ 2） Protues 提供的仿真元 器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個(gè)元件庫。 （ 3） Protues 提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 SPI調(diào)試器、 I2C 調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。 （ 4） Protues 提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。 （ 5） Protues 提供的調(diào)試手段 Protues 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。 2. 用 Protues 軟件編寫原理圖： （ 1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 BMP 圖紙，可以方 便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。 （ 2）完善的電路仿真功能（ Prospice） ? ProSPICE 混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字 /模擬電路的混合仿真；超過 27000 個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設(shè)計(jì)仿真器件， Labcenter 也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。 ? 多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用 wav 文件）、指數(shù)信號、單頻 FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流