【正文】 腳： VDD 接 5V 正電源。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。電路圖如下 37所示： 圖 37 按鍵電路 顯示模塊 簡介 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示 字母、數(shù)字、符號等的 點陣 型液晶模塊。 K0 是進入秒表模式， K3是啟動和記錄， K2 是暫停， K4 是清零， K K K7是三組數(shù)據(jù)的記錄。 按鍵控制模塊 采用獨立式按鍵，因為獨立式按鍵的電路配置靈活，軟件簡單，每個按鍵只占用一根 I/O接口線， 并且用的數(shù)量不多，所以采用獨立式按鍵。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。 第三行時寄存器， 12/24 用來定義 DS1302 小時的運行模式， 12 小時模式下bit5 為 1 表示 PM下午， bit5 為 0 表示 AM上午。其讀寫時序如下圖 36示 圖 36 DS1302讀寫時序 （ 3） DS1302 寄存器 DS1302 中與時間、日期有關(guān)的寄存器共有 12 個，其中 7個存放數(shù)據(jù)的格式為 BCD 碼格式，其讀寫地址如下表所示 表 32 DS1302寄存器說明表 讀寄存器 寫寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 范圍 81H 80H CH 10 秒 秒 0059 83H 82H 10 分 分 0059 85H 84H 12 0 10 時 時 023 24 AM/PM 112 87H 86H 10 日 日 131 89H 88H 10 月 月 112 8BH 8AH 0 0 0 0 0 周 17 8DH 8CH 10 年 年 0099 8FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 ―― 第一行秒寄存 器， CH 為時鐘暫停標志位，該位為 1 時時鐘停止，該位為 0時時鐘運行。控制字節(jié)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 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)總是從最低位開始傳輸 表 31 DS1302控制字 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD CK WR (2) 數(shù)據(jù)輸入輸 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。當“ WP”為1時，寫保護位防止對 任一寄存器的寫操作。表 6為 DS1302的日歷、時間寄存器內(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。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。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。 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 /寫時序如圖 5 所示?！?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?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 /輸出的。位 1 至位 5 指操作單元的地址。 DS1302 的控制字，此控制字的位 7 必 須置 1，若為 0 則不能把對 DS1302 進行讀寫數(shù)據(jù)。 SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； RST 為復位 引腳 ，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高， X1 X2 為 32867Hz 晶振管腳，為芯片提供 時鐘脈沖 。時鐘電路如下圖 34 所示： 圖 34 DS1302 時鐘電路 引腳介紹 Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。采用主電源和備用電源的雙電源供電，并且可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力 。此款時鐘芯片附加 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM，用 SPI 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)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。 我們采用的是上電復位，通電后回到初始化。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且 振蕩器 穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期 (24 個振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應并將系統(tǒng)復位。 電路設(shè)計如下圖 32所示： 圖 32 單片機晶振電路 單片機復位電路設(shè)計 單片機在啟動時都需要復位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 —個機器周期包括 12 個時鐘周期。 單片機工作時，是一條一條地從 RoM 中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。 作為 LCD1602 的 RS 端 作為 LCD1602 的 RW 端 作為 LCD1602 的 EN 端 作為蜂鳴器的輸出端 作為 DS1302 的 CLK 端 作為 DS1302 的 IO 端 作為 DS1302 的 RST 端 ~ 作為按鍵選擇端 鍵盤電路的輸入端 單片機晶振模塊設(shè)計 單片機 晶振的作用 是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。 EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端 Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。 VPD 功能：在 VCC掉電情況下，接備用電源。 (3)RST/VPD：復位 /備用電源。 控制線 (1)ALE/PROG:地址鎖 存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8位地址 PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 S T C8 9 C 5 24 03 93 83 43 53 63 72 72 82 93 03 13 23 32 32 42 52 62 22 1P 1 . 0 1232 01 91 81 71 61 51 41 31 21 11 0987654T 0 / P 3 . 4I N T O / P 3 . 2R X D / P 3 . 0R S TV c cS C K / P 1 . 7M I S O / P 1 . 6M O S I / P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2P 1 . 1T X D / P 3 . 1I N T I / P 3 . 3T 1 / P 3 . 5W R / P 3 . 6R D / P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DP 0 . 0 ( A D 0 )P S E NA L E / P R O GE A / V p pP 0 . 1 ( A D 1 )P 0 . 7 ( A D 7 )P 0 . 6 ( A D 6 )P 0 . 5 ( A D 5 )P 0 . 4 ( A D 4 )P 0 . 3 ( A D 3 )P 0 . 2 ( A D 2 )P 2 . 7 ( A D 1 5 )P 2 . 6 ( A D 1 4 )P 2 . 1 ( A D 9 )P 2 . 2 ( A D 1 0 )P 2 . 3 ( A D 1 1 )P 2 . 4 ( A D 1 2 )P 2 . 5 ( A D 1 3 )P 2 . 0 ( A D 8 ) 圖 31單片機 STC89C52引腳圖 引腳功能簡介： 單片機的 40個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。可直接使用串口下載； AT89S52 單片機 :8K 字節(jié)程序存儲空間； 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；沒有內(nèi)帶 EEPROM 存儲空間 。最高運作頻率 35MHz， 6T/12T 可選?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié)RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復位電路， 3個 16 位 定時器 /計數(shù)器， 4 個外部中斷，一個 7 向量 4 級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的 5 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工 串行口 。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。目前，高端的 32位單片機主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1美元，最高端的型號也只有 10 美元。隨著INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應用， 32 位單片機迅速取代 16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應 用。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機系統(tǒng)。 早期的單片機都是 8 位或 4位的。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對提及要求嚴格的控制設(shè)備當中。 單片機也被稱為微控制器，是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。 第 3章 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計 單片機控制模塊 單片機的介紹 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。 方案二使用的是模塊化的編寫方法，外圍電路要求較簡單，不會因為掉電后 F P G A 顯示 通信 接口 PC 鍵盤 時鐘 蜂鳴器 重啟就需要重置信息，但是成本高，固化后難以修改。 圖 22 由 FPGA 構(gòu)成的多功能電子時鐘框圖 方案的選擇與論證 方案的比較與論證 以上兩個方案都可以實現(xiàn)多功能電子時鐘的功能要求。 M C U 顯示 通信 接口 PC 鍵盤 時鐘 蜂鳴器 復位 晶振 電源 圖 21 由單片機構(gòu)成的多功能電子時鐘框圖 方案二： 以 FPGA 為核心來實現(xiàn)多功能電子時鐘的功能，以模塊化，自上而下的方式來編寫程序，然后由時鐘芯片來提供及時方式，再通過蜂鳴器報時，鬧鐘，通過鍵盤來定時，修改時間，實現(xiàn)秒表的啟停和存儲，通過顯示器來顯示時間。 第 2 章 系統(tǒng)方案設(shè)計 系統(tǒng) 方案設(shè)計 系統(tǒng) 方案 設(shè)計 方案一： 用單片機為核心完成多功能電子時鐘的各種功能，由時鐘芯片來提供及時方式，再通過蜂鳴器報時，通過鍵盤來定時，修改時間，實現(xiàn)秒表的啟停和存儲，通過 顯示器來顯示時間。高音頻率為 1KHz； 4．在系統(tǒng)校準模式 時，系統(tǒng)具有快速校準時間的功能； 5．在秒表計時模式時，可兼做比賽時間記錄表。 課題的研究內(nèi)容 設(shè)計制作一臺以控制器為核心的多 功能電子時鐘系統(tǒng)。現(xiàn)在的電子時鐘具有顯示、校準、鬧鐘這些傳統(tǒng)機械時鐘所具有的功能，另外還具有正點音樂報時、溫濕度測量、秒表等新的功能，更加的使用并且生活化。 第 1 章 緒論 課題的意義和目的 在快節(jié)奏的當今社會，時間更是一個很重要的工具，為了更高效率的完成工作，為了社會的進步與發(fā)展，把握和控制時間更是尤為重要。單片機系統(tǒng)作為一種典型的嵌入式系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和軟件編程設(shè)計兩個方面，其調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試，硬件調(diào)試，硬件測試，系統(tǒng)調(diào)試 3 個過程。單片機功能越來越強大，價格卻不斷下降的優(yōu)勢無疑成為嵌入式 系統(tǒng)設(shè)計的首選，同時單片機應用領(lǐng)域的擴大也使得更多人加入到基于單片機系統(tǒng)的開發(fā)行列，推動著單片機技術(shù)的創(chuàng)新進步。該方法既能準確驗證所設(shè)計的系統(tǒng)是否滿足技術(shù)要求，又能提高系統(tǒng)設(shè)計的效率和質(zhì)量，降低開發(fā)成本，具有推廣價值。 本次電子系統(tǒng)實訓是以單片機（ STC89C52）為核心，時鐘芯片 DS1302， LCD1602XI顯示部分構(gòu)成。 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析 .........................................