【正文】 圖 34 是 DS1302 對后備電源 VCC1進(jìn)行 涓細(xì)電流充電的示意圖。因此當(dāng) DS1302 第一次上電時(shí)，應(yīng)該將 CH 寫 “ 0” ，啟動(dòng)時(shí)鐘工作。數(shù)據(jù)的格式為壓縮 BCD 碼形式，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如表 32所列。另外 ，只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將置為高電平。如果在數(shù)據(jù)傳送過程中將 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， DS1302 的 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 引腳的輸入有 2種功能：首先， 接通控制 邏輯，允許地址 /命令序列進(jìn)入移位寄存器；其次， 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 數(shù)據(jù)的讀 /寫時(shí)序如圖 33 所示 。 對于寫 DS1302 的操作，控制器首先發(fā)送寫控制指令字，然后接著發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié) ，在下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)（圖 33 中第 9 個(gè)），數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位開始，即低位在前。 ? 控制字節(jié)總是從最低位開始輸出（低位在前）。第 6位為 “ 0” 時(shí)，表示讀 /寫日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 “ 1”時(shí)，表示進(jìn)行讀操作。 DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字節(jié) 如表 31， 各位的定義如下： ? 控制字節(jié)的最高位（第 7 位）必須是邏輯 “ 1” 。 是復(fù)位 /片選線； I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì) 6 /輸出雙向端口； SCLK 是串行通信的時(shí)鐘輸入腳，時(shí)鐘處于輸入狀態(tài)。 因此，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302由 VCC1 或 VCC2兩者中的較大者供電。 引腳功能和結(jié)構(gòu) 圖 31 DS1302 引腳配置圖 圖 31 為 DS1302 的引腳排列。 DS1302內(nèi)部有一個(gè) 31字節(jié)的用于 臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 3 核心芯片介紹 DS1302 簡介 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)鐘芯片，它可以對年、月、周、日、時(shí)、分、秒自動(dòng)計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá) ~。 從以上兩種顯示方式比較 ， 我們可以看到 ， 動(dòng)態(tài)掃描可靠 ， 綜合性能更好。在輪流點(diǎn)亮過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫， 但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。其缺點(diǎn)是由于數(shù)碼管始終發(fā)光，功耗比較大。 為了解決靜態(tài)顯示 I/O 口占用過多的問題，可采用串行接口擴(kuò)展 LED 數(shù)碼管的技術(shù)。 這種接法，每個(gè)數(shù)碼管都要單獨(dú)占用一個(gè)并行 I/O 口，以便單片機(jī)傳送字形碼到數(shù)碼管控制數(shù)碼管的顯示。 靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出去后，數(shù)碼管始終顯示該數(shù)據(jù) （ 不變 ） ， CPU不再控制 LED， 到下一次顯示時(shí)，再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。 倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì) 4 圖 21ATmega16 與 DS1302 的接口電路 上述三種方案均是可行的，由于方案 3 外圍接口電路簡單，成本較低，精度高，程序設(shè)計(jì)簡單，可以很好實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的功能，故選用方案 3。 表 21 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方案及特點(diǎn) 方案 實(shí)時(shí)時(shí)鐘源 實(shí)現(xiàn)方法 特點(diǎn) 1 AVR 內(nèi)部定時(shí)器 軟件 成本低，精度差，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)掉電可靠運(yùn)行 2 外接 32 768Hz 晶體 軟件 成本低，精度稍差，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)掉電可靠運(yùn)行 3 專用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 硬件 成本稍高，精度高，程序設(shè)計(jì)簡單，容易實(shí)現(xiàn)掉電可靠運(yùn)行 表中的方案 2 都是利用 AVR 本身內(nèi)部的功能來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能 [5]，該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低，但缺點(diǎn)也是非常明顯：首先是不容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的掉電運(yùn)行；其次是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，這是因?yàn)檐浖粌H要實(shí)現(xiàn)所有的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能，還要考慮系統(tǒng)其他功能的實(shí)現(xiàn)。如下是對其時(shí)鐘模塊和顯示模塊的比較與評估。 綜上所述， 我設(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 的硬件電路由主控部分 (單片機(jī) ATmega16)、計(jì)時(shí)部分（實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302）、顯示部分（動(dòng)態(tài)顯示）、電源部分幾個(gè)部分組成。當(dāng)發(fā)生停電等情況時(shí)，系統(tǒng)的顯示功能可以停止工作，但必須保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分還在正常的計(jì)時(shí)運(yùn)行，即 “ 電停表不停 ” 。倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)通常為廣告牌的形式放置在走廊大廳或者單位小區(qū)的大門處，因此顯示器件應(yīng)該采用大型的高亮度 LED 數(shù)碼管 ，方便人們在白天和比較遠(yuǎn)的地方觀看。設(shè)置的終點(diǎn)日期應(yīng)能長期保持，系統(tǒng)掉電不丟失，系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前日期和終點(diǎn)日期計(jì)算出兩者之間相差的天數(shù)。 （ 5）終點(diǎn)日期的重置和保持功能。當(dāng)系統(tǒng)第一次運(yùn)行，或需要調(diào)整當(dāng)前日期和時(shí)間，以及重新設(shè)定終點(diǎn)日期時(shí)，提供人工方式的設(shè)置手段。 （ 2）能根據(jù)設(shè)定的終點(diǎn)日期，自動(dòng)計(jì)算當(dāng)前日期到終點(diǎn)日期之間的天數(shù)，并顯示。它在實(shí)現(xiàn)顯示當(dāng)前日期和實(shí)踐的基本功能之外，增加了自身計(jì)算和顯示從當(dāng)前日期到給定的未來一個(gè)日期（下稱終點(diǎn)日期）之間的天數(shù)。 本文的結(jié)構(gòu) 論文 共分五個(gè)部分 ：第一部分簡單介紹了課題背景及 研究意義 ；第二部分對DS1302 的硬件資源、功能等作了較 詳細(xì)的闡述；第三部分介紹了硬件電路的設(shè)計(jì)；第四部分介紹軟件設(shè)計(jì) ， 程序采用 C 語言在 CodeVisionAVR 軟件編寫、調(diào)試；第五部分介紹系統(tǒng)調(diào)試。 倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)的成功，表示在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的入門，而且此基本電路可以簡單地?cái)U(kuò)展設(shè)計(jì)，諸如家用定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、球賽計(jì)時(shí)器、搶答器、定時(shí)開關(guān) 、自動(dòng)打鈴器、自動(dòng)起閉路燈、可編程時(shí)間的自動(dòng)控制器、動(dòng)力設(shè)備延時(shí)啟動(dòng)控制器、各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，都是以此為基礎(chǔ)的。其形式也具有多樣性，根據(jù)不同需求可以制作不同大小的產(chǎn)品，例如，倒計(jì)時(shí)牌，適合安放在大廳或者廣場，袖珍型倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘適合個(gè)人隨身攜帶，可以自由設(shè)置對自己重要即將到來的日子，以 提醒自己做好應(yīng)對工作，同時(shí)還可以作為數(shù)字時(shí)鐘用，當(dāng)然還可以在該基礎(chǔ)上增加鬧鈴功能或者裁減為更簡單卻十分有用的產(chǎn)品，例如籃球賽安放在籃板上方的倒計(jì)時(shí)牌。 課題研究意義 倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘是在實(shí)時(shí)時(shí)鐘基礎(chǔ)上的衍生品。 也具有年、月、日的顯示， 倒計(jì)時(shí)相關(guān)信息提醒 等功能 [2]。從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用 以及提高系統(tǒng)應(yīng)用的有效性 。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬的能力。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。 本設(shè)計(jì) 在 Proteus 和 CodeVisionAVR軟件上進(jìn)行了仿真和調(diào)試 ， 實(shí)現(xiàn)了 如下功能：顯示當(dāng)前日期、時(shí)間以及 剩余天數(shù)計(jì)算與顯示，調(diào)整日期、時(shí)間 ， 達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求和目的。硬件設(shè)計(jì)主要包括中央處理單元電路、時(shí)鐘電路 。 主要參考資料 ： [1]馬潮 . AVR 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [2] DALLAS Trickle Charge Timekeeping Chip [3]康華光，陳大欽 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)：模擬部分 [M]. 北京：高等教育出版社， [4]王永軍，李景 華 . 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， [5]沈文 . AVR 單片機(jī) C 語言開發(fā)入門指導(dǎo) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 完 成 期 限： 2020 年 6 月 5 日 指 導(dǎo) 教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 倒計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ....................................................................................................................................... I ABSTRACT ...................................................................................................................... II 1 緒論 ............................................................................................................................... 1 課題研究背景 ..................................................................................................... 1 課題研究意義 ..................................................................................................... 1 本文的結(jié)構(gòu) .......................................................................................................... 2 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................................... 2 時(shí)鐘 模塊 .............................................................................................................. 3 顯示 模塊 .............................................................................................................. 4 3 核心芯片介紹 .................................................................................