【正文】 數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 MSB(D7)必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫 DS1302，即寫保護(hù)； D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)， D6=1，指定 RAM數(shù)據(jù)； D5～ D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作 (輸入 )， D0=1，指定讀操作 (輸出 )。 DS1302 的實(shí)時(shí)時(shí)間流程。 LED 還可以換成 LCD，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 10 位多功能 8 段液晶顯示模塊 LCM101，內(nèi)含看門狗 (WDT)/時(shí)鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，并有內(nèi)置顯示 RAM，可顯示任意字段筆劃，具有 3－ 4 線串行接口，可與任何單片機(jī)、 IC 接口。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。 DS1302 與 CPU 的連接 ， 實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè) 的晶振即可。 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。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 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 1。 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 DS1902，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 。 SCLK 始終是輸入端。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 X1 和 X2是振蕩源，外接 晶 振。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1＋ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。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是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。采用普通 晶振。這些電路的接口簡單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采 用。 動(dòng)態(tài)特性 (TA=25℃ )如表 36 表 36動(dòng)態(tài)特性 [2]:fmax 最大時(shí)鐘頻率。當(dāng)有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用 Q0 的狀態(tài)。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù) 。 IE 寄存器用于允許或禁止中斷；IP 寄存器用于確定中斷源的優(yōu)先級別；優(yōu)先級結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行中斷源的優(yōu)先排序；有關(guān)邏輯門用于輸入中斷請求信號(hào)。如對這些單元進(jìn)行讀操作，得到的是一些隨機(jī)數(shù)，而寫入則無效，所以在編程時(shí)不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元中，特殊功能寄存器主要有累加器 ACC、 B寄存器、程序狀態(tài)字寄存器 PSW、堆棧指針 SP、數(shù)據(jù)指針 DPTR、 I/O端口、串行口數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF、定時(shí)器寄存器、捕捉寄存器、控制寄存器。 ? SFR： SFR是具有特殊功能的所有寄存器的集合，共含有 22個(gè)不同寄存器，它們的地址分配在 80H～ FFH中。這樣，雖然高 128字節(jié)區(qū)分與專用寄器 ，即特 殊功能寄存器區(qū)的地址是重合的，但實(shí)際上它們是分開的。 ? RAM：高于 7FH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址是 8位的，也就是說其地址空間只有 256字節(jié)，但內(nèi)部 RAM的尋址方式實(shí)際上可提供 384字節(jié)。 為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，定時(shí)器中含有 3種基本的寄存器：控制寄存器、方式寄存器和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 ? 定時(shí) /計(jì)數(shù)器： AT89C51單片機(jī)內(nèi)含有 2個(gè) 16位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。在組成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用 這種 方式，這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可靠性高?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要 XTAL1和XTAL2引腳上一個(gè)晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器，此方式稱為內(nèi)部方式。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 ? 振蕩電路： AT89C51系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器，由一個(gè)單極反相器組成。因此， CPU對 SBUF的讀寫，實(shí)際上是分別訪問 2個(gè)不同的寄存器。如果將 數(shù)據(jù)寫入 SBUF，數(shù)據(jù)會(huì)被送入發(fā)送寄存器準(zhǔn)備發(fā)送。串行口內(nèi)的接收器采用的是雙緩沖結(jié)構(gòu)，能夠在接收到的第一個(gè)字節(jié)從接收寄存器讀走之前就開始接收第二個(gè)字節(jié)（當(dāng)然，如果第二個(gè)字節(jié)接收完畢，而第一個(gè)字節(jié)仍然沒有被讀走，那將會(huì)丟掉一個(gè)字節(jié)）。AT89C51系列單片機(jī)的串行通信口可以工作于同步和異步通信方式。當(dāng) WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng) RSR引腳 輸出一個(gè)高 電平。 WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率。 WDT 在默認(rèn)情況下無法工作；為了激活 WDT， 用 戶必須往 WDTRST 寄存器（地址： 0A6H）中依次寫入 01EH 和 0E1H。 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS51 完全兼容 ? 看門狗（ WDT）： WDT是一種需 要軟件控制的復(fù)位方式。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的變成電壓 Vpp. ? XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。需要注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。 ? EA/VPP：外部訪問允許。 ? PSEN：程序存儲(chǔ)允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位置后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。 對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編 程脈沖（ PROG）。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 DISRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上 高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口除了作為一般的 I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，見表 31所示： P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信 號(hào)。對 P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P2 亦接收低高位地址和其他控制信號(hào)。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 Flash 編程和程序 校驗(yàn)期間， P1接收低 8位地址。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 在 Flash 編程時(shí)， P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求 時(shí)鐘芯片 DS1302 串口 AT89C51 P2口 LED 顯示器 驅(qū)動(dòng)電路 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 外接上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。 AT89C51 單片機(jī)有 40 個(gè)引腳。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 根據(jù) 上述所確定的系統(tǒng)方案構(gòu)想，下面進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的具體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的 總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 （ 2） AT89C51 單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)的主要特性如下： ? 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng) 完全兼容 ? 4K字節(jié)的在線編程 Flash 存儲(chǔ)器， 1000 次擦寫周期 ? ～ 的工作電壓范圍 ? 全靜態(tài)工作模式： 0～ 33MHz ? 三級程序存儲(chǔ)器鎖 ? 128 8字節(jié)內(nèi)部 RAM 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 ? 32個(gè)可編程 I/O 口線 ? 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ? 6個(gè)中斷源 ? 全雙工串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 ? 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) ? 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 ? 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 ? 具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能 ? 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁寫模式） 由于 AT89C51 單片機(jī)片內(nèi)有 4K 字節(jié)的在線編程 Flash 存儲(chǔ)器，可以擦寫 1000 次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能，對設(shè)計(jì)開發(fā)非常實(shí)用。單片機(jī)的應(yīng)用，使許多領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度大大提高，可以說當(dāng)今世界正在經(jīng)受一場以單片機(jī)技術(shù)為標(biāo)志的新技術(shù)革命浪潮的沖擊。 從而實(shí)現(xiàn)電子萬年歷的功能。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要簡單使用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。 （ 8） 軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須要有完善的思路，要 做到程序簡單，調(diào)試方便。 （ 6）通過編程、編譯、調(diào)試，把程序下載到 單片機(jī)上運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。 （ 4）根據(jù)硬件電路圖，在開發(fā)板上完成器件的焊接。 （ 2）根據(jù)選用的 電子萬年歷 芯片設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路。 由于社會(huì)對信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展，促使 電子萬年歷 發(fā)展并且投入市場得到廣泛應(yīng)用。 電子萬年歷 的開發(fā)與研究在信息化時(shí)代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急 ，因?yàn)樗鼞?yīng)用在學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)、部隊(duì)等單位禮堂、訓(xùn) 練場地、教學(xué)室、公共場地等場合，可以說遍及人們生活的每一個(gè)角落。 此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。 關(guān)鍵字 AT89C51； 電子萬年歷 ； DS1302 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 課題研究的背景 .................................................................................................................. 1 課題的研究目的與意義 ...................................................................................................... 1 課題解決的主要內(nèi)容 .......................................................................................................... 1 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 2 系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定 ...................................................................................................... 2 器件的選用 ......................................................................................................................... 2 單片機(jī)的選擇 ...................................................................................................................... 2 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...........