【正文】 小時(shí)模式。 讀取 DS1302 時(shí)間程序設(shè)計(jì) DS1302 的寄存器 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有 12 個(gè)，其中有 7 個(gè)寄存器（讀時(shí) 81H～ 8DH，寫時(shí) 80H～ 8CH），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式。讀取已知信息之后就要判斷時(shí)間是否與設(shè)定要求打鈴時(shí)間一致，如果一致則進(jìn)行上述后續(xù)步驟， P3口驅(qū)動(dòng)，三極管 2N222A 導(dǎo)通即驅(qū)動(dòng)繼電器導(dǎo)通。 圖 210 單片機(jī)溫度顯示設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)流程圖 N Y 圖 31 軟件設(shè)計(jì)流程圖 定時(shí)器 1初始化， 1302 初始化，隨后讀取 1302 的時(shí)間或日期。每個(gè)連到 I2C 總線上的器件都有一個(gè)唯一的地址，擴(kuò)展器件時(shí)也要受到器件地址數(shù)目的限制。 I2C 總線上的每個(gè)器件的接口都有一定的等效電容，連接的器件越多，電容值就越大，這會(huì)造成信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí)。 在標(biāo)準(zhǔn)的 I2C 普通模式下，數(shù)據(jù)的傳輸速率為 100kbit/s,高速模式下可達(dá)400bit/s。 SCL 線上的時(shí)鐘信號(hào)對(duì) SDA 線上的時(shí)鐘信號(hào)對(duì) SDA線上的歌器件間的數(shù)據(jù)傳輸起同步控制作用。由于連接到總線上器件的輸出級(jí)必須是漏極或集電極開路的，只要有一個(gè)器件任意時(shí)刻輸出低電平，都將時(shí)總線上的信號(hào)變低，即各器件的 SDA 及 SCL 都是“線與”的關(guān)系。從器件可以是存儲(chǔ)器、 LED 或 LCD 驅(qū)動(dòng)器、 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘 /日歷器件等，從器件必須帶有 I2C 串行總線接口。 I2C串行總線的運(yùn)行由主器件控制。帶有 I2C總線接口的單片機(jī)可直接與具有 I2C總線接口的各種擴(kuò)展器件（如存儲(chǔ)器、 I/O 芯片、 A/D、 D/A、鍵盤、顯示器、日歷 /時(shí)鐘）連接。串行總線只有兩條信號(hào)線，一條是數(shù)據(jù)線 SDA，另一條是時(shí)鐘線 SCL。 圖 28 單片機(jī)打鈴電路 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 存儲(chǔ)器 圖 29 儲(chǔ)存器電路 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)間、日期、以及溫度等。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 27 單片機(jī)鍵盤設(shè)計(jì) 打鈴電路設(shè)計(jì) 打鈴電路一般用聲音或音樂作為提醒，本設(shè)計(jì)選用蜂鳴器和燈實(shí)現(xiàn)聲光雙重打鈴功能，電路如圖，打鈴時(shí)間到時(shí)，單片機(jī) 引腳置高， NPN 型三極管2N2222A 導(dǎo)通，使上面開關(guān)吸合，繼電器導(dǎo)通， 220V電壓進(jìn)入，電鈴響。所以需 8 路按鍵即可實(shí)現(xiàn)所需功能，采用獨(dú)立式按鍵即可。 本設(shè)計(jì)按鍵電路圖如下，由單片機(jī)的 P1 口控制按鍵電路。常用的按 鍵一般分為觸點(diǎn)式按鍵，根據(jù)按鍵所連接的單片機(jī)引腳的電平高低來判斷其是否按下。 圖 26 單片機(jī)顯示電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中常用的一種輸入器件，鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式之分，按接口原理有編碼鍵盤和非編碼鍵盤之分。其中 P0口用于驅(qū)動(dòng) 6 個(gè)數(shù)碼管的段碼輸入端， P1 口通過同向驅(qū)動(dòng)器用來驅(qū)動(dòng) 6 個(gè)數(shù)碼管的位選端。但是，如果在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片 DS1302，則能很好 地解決這個(gè)問題。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 圖 25 DS1302時(shí)鐘電路 DS1302 存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán) 境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。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 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 ,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表 21。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 21 DS1302 的控制字 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 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。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。 下圖為 DS1302 的引腳功能圖： 圖 24 DS1302引腳說明 DS1302 的控制字 DS1302 的控制字如 表 21 所示。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細(xì)說明。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC 之前， RST 必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2 小于VCC1 時(shí)， DS1302 由 VCC1 供電。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列 ,其中 VCC1 為后備電源， VCC2 為主電源。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 圖 23 單片機(jī)最小系統(tǒng) 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì) 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，工作電壓為 ～ 。復(fù)位引腳為 RST，當(dāng)系統(tǒng)上電后晶振電 路穩(wěn)定后， RST 引腳有一個(gè)高電平且持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上，單片機(jī)系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。本設(shè)計(jì)選用內(nèi)部振蕩方式，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳之間連一個(gè) 12MHz 的晶振，再分別外接 30p的對(duì)地電容。晶振電路通常用兩種設(shè)計(jì)方式：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。電路如下所示 。硬件電路包括七段式數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊、按健控制模塊等三大模塊。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 AT89C51 各部分引腳圖如下： 圖 22 AT89C51引腳說明 RST：復(fù)位輸入。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義 為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個(gè) TTL 門電流。由于將 8 位 CPU和 FLASH 存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 MCS51 單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)性能 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 可編程 可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 的 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題的背景和意義，對(duì)單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)要敘述，也對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用和概況進(jìn)行了說明。且 I/O 接口數(shù) 相對(duì)較多，價(jià)錢也相對(duì)比較便宜。 AT89C51具有體積小、功耗小。本設(shè)計(jì)采用 5V電源，屬于中小功華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 率穩(wěn)壓電源，所以可以采用三端穩(wěn)壓芯片。 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 系統(tǒng)主要由主控模塊，時(shí)鐘模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊等 4 部分組成。這些具有人們所需要的智能化特性產(chǎn)品減輕了人們的勞動(dòng)，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字 化提供可能。配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)成各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的功能，小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。 課題意義 在日常生活中我們是常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過程的曝光定時(shí)等等。目前已經(jīng)滲入到人們生活和工作的方方面面，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從面向工業(yè)控制、通訊 、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機(jī)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS48 開始，迄今已有 20 多年了。目前，一個(gè)學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮正在工廠、學(xué)校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。 關(guān)鍵字： 打 鈴器； AT89C51 單片機(jī)； DS1302；顯示器 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT Now, the accelerated pace of life, people have time to plan more and more attention , which use tutors in size device that rang the bell device .Most used in everyday life or campus automatic bell device . In school life, are inseparable from daily use to fight bell system, it can not provide a time to remind the class, but also to remind the students to form a good work schedule, rational planning of life science learning for students and teachers. Thus, the core of the bell system clock is also part of the system to provide a time reference. This paper is mainly applied to the campus for the bell system requirements, describes the automatic bell system design approach based on a single chip. System is AT89S51 microcontroller controller DS1302 clock chip to provide time for the system, and on the LCD display, by pressing a button you can set the timer rang the bell and rang the bell time interval. System software design using C language to acco mplish, Easy to use, very convenient for the pletion of software design . Keywords: Belling； AT89S51 microcontroller； DS1302； Display 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 第一章 緒論 .................................. 1 課題背景與來源 ................................ 1 課題意義 ...................................... 1 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 .................................. 1 本章小結(jié) ...................................... 2 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ........................ 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .................................. 3 單片機(jī)電路簡(jiǎn)介 ................................ 3 時(shí)鐘