【正文】 腳圖如果在傳送過程中置RST為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。在開始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù)。DS1302數(shù)據(jù)操作原理：DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化，把RST腳置為高電平，然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被輸入。DS1302由VCC1或VCC2中較大者供電。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)。對(duì)于小于31天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行接口與微處理器通信?？蛇x的慢速充電（至VCC1）的能力。用于時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式；～ 電壓工作范圍；用于高速數(shù)據(jù)暫存的318位RAM； DS1302的性能特性如下：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒有具體的時(shí)間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測控系統(tǒng)可能不允許。在測量控制系統(tǒng)中，特別是長時(shí)間無人職守的測控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要記錄某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時(shí)間。這種記錄對(duì)長時(shí)間的連續(xù)測控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找有重要意義。 圖33 復(fù)位電路圖 時(shí)鐘電路 DS1302芯片介紹 低功耗時(shí)鐘芯片DS1302可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可使單片機(jī)復(fù)位后重新運(yùn)行。在復(fù)位電路中提供復(fù)位信號(hào)，等到系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，再撤銷復(fù)位信號(hào)。復(fù)位電路的主要功能是使單片機(jī)進(jìn)行初始化，在初始化的過程中需要在復(fù)位引腳RST上加大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平，使單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)。晶振電路如下圖所示。）；二是對(duì)振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（C1 C2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，因此只需外接晶振源，就能產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)的內(nèi)部的各個(gè)單元。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這個(gè)電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器LM7805，可以輸出5V的直流電壓以供給單片機(jī)，另外，用一個(gè)刀開關(guān)控制電源的斷開與接通。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖 結(jié)合以上方案選取，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)框圖方案如下： 圖23 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖3 硬件電路設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì)單片機(jī)正常工作電壓為5V，因此設(shè)計(jì)的電源電路主要是提供單片機(jī)工作電壓。方案二：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高,RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，～，.從時(shí)間計(jì)時(shí)的精度以及提高單片機(jī)工作效率角度考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,由于LED數(shù)碼管價(jià)格適中,對(duì)于顯示數(shù)字最合適,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少，所以本設(shè)計(jì)采用方案四。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。利用人的視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。方案四：LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示時(shí)較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示。 (6)當(dāng)年、月、日、時(shí)、分、秒高位為0時(shí)做消隱處理，只顯示單個(gè)數(shù)字以增強(qiáng)其可讀性。（4）使用LED顯示時(shí)間參數(shù)。（2）可以對(duì)時(shí)間隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)校正。 設(shè)計(jì)思想及基本功能 本設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)一般的數(shù)字電子鐘的要求前提下，結(jié)合單片機(jī)知識(shí)以及電路知識(shí)，本著使電路工作穩(wěn)定，降低能耗，減少器件的使用，節(jié)約成本，現(xiàn)實(shí)使用價(jià)值高的原則而設(shè)計(jì)。電子鐘既可廣泛應(yīng)用于家庭,也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、企業(yè)、商店等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門衛(wèi)等場所。本文設(shè)計(jì)的日歷和時(shí)鐘的顯示廣泛用于小型智能家用電子產(chǎn)品，如電子鐘。時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。用單片機(jī)來控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實(shí)用，操作簡單的特點(diǎn)。單片機(jī)以其高可靠性、高性價(jià)比、低電壓、低功耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品和玩具等。 單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)目錄1 概述 5 研究背景 5 設(shè)計(jì)思想及基本功能 62 總體方案設(shè)計(jì) 6 方案選取 6 6 7 8 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖 83 硬件電路設(shè)計(jì) 8 電源電路設(shè)計(jì) 8 晶振電路 9 復(fù)位電路 10 時(shí)鐘電路 10 DS1302芯片介紹 10 DS1302 在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 14 鍵盤電路 14 顯示電路 15 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 184 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19 主程序軟件設(shè)計(jì) 19 鍵盤子程序設(shè)計(jì) 20 日歷時(shí)鐘子程序設(shè)計(jì) 22 顯示子程序設(shè)計(jì) 23 整點(diǎn)報(bào)時(shí)子程序的設(shè)計(jì) 245 系統(tǒng)調(diào)試 24 25 硬件調(diào)試 256 總結(jié) 27參考資料： 28附錄一：系統(tǒng)原理圖 30附錄二：元件清單 30附錄三：源程序代碼 311 概述 研究背景在日新月異的21世紀(jì)里，家用電子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展。許多家電設(shè)備都趨于人性化、智能化，這些電器設(shè)備大部分都含有CPU控制器或者是單片機(jī)。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各個(gè)方面，如車間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等。而時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣?，F(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用LED顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場合；二是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時(shí)鐘芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以滿足高精度的要求。 利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行記時(shí)，外加整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路和顯示電路，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和顯示。因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)具體可以完美實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：（1）能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期。（3）采用24小時(shí)制。 (5)上電后，電子鐘顯示“2013年12月31日23時(shí)59分59秒 星期2”。2 總體方案設(shè)計(jì) 方案選取方案一：采用LED液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,但是價(jià)格昂貴,需要的接口線多,所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED液晶顯示屏。方案三：LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示。該方式每一位都需要一個(gè)8 位輸出口控制。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費(fèi)。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對(duì)于顯示器的每一位來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。動(dòng)態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。方案一：直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。所以不采用此方案。 綜上各方案的論證與選取,本設(shè)計(jì)的最終方案為：以單片機(jī)AT89C51為主控制器，時(shí)間數(shù)據(jù)通過時(shí)鐘芯片DS1302來讀取，并通過LED數(shù)碼管顯示出來，并用鍵盤來完成對(duì)當(dāng)前時(shí)間的調(diào)整。圖31是為單片機(jī)提供電壓的電源電路。 圖31 電源電路圖 晶振電路 時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。電路中的兩個(gè)電容的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振（C1 C2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。本設(shè)計(jì)選用12MHZ的晶振，CC2的值采用30pF。 圖32 單片機(jī)晶振電路圖 復(fù)位電路89C51單片機(jī)系統(tǒng)在剛通電后，必須復(fù)位。復(fù)位后的單片機(jī)地址初始化為0000H，然后繼續(xù)從0000H單元開始執(zhí)行程序。但是為了在復(fù)位按鍵穩(wěn)定的前提下，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防在按鍵過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。圖33所示的RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。采用DS1302作為記錄測控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄，其軟硬件設(shè)計(jì)簡單，時(shí)間記錄準(zhǔn)確，既避免了連續(xù)記錄的大工作量，又避免了定時(shí)記錄的盲目性，給連續(xù)長時(shí)間的測量、控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應(yīng)用于長時(shí)間連續(xù)的測控系統(tǒng)中。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據(jù)，對(duì)測控系統(tǒng)的性能分析及正常運(yùn)行具有重要的意義。而在系統(tǒng)中采用DS1302則能很好地解決這個(gè)問題。實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)；最少引腳的串行I/O；；簡單的3線接口；DS1302時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24h或帶AM（上午）/PM（下午）的12h格式。DS1302有主電源/后備電源雙電源引腳：VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份；VCC2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中，VCC1 連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。當(dāng)VCC2大于VCC1+，VCC2給DS1302供電；當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí)，DS1302由VCC1供電。無論是讀周期還是寫周期，開始8位指定40個(gè)寄存器中哪個(gè)被訪問到。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8加8，在多字節(jié)方式下為8加字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù)。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC =，RST腳必須保持低電平。DS1302的管腳圖如圖341所示，表342為各引腳的功能?？刂谱止?jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1；如果它為邏輯0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。位5～1（A4～A0）指示操作單元的地址?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出。位6規(guī)定時(shí)鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在多字?jié)方式中，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有31字節(jié)。數(shù)據(jù)讀寫程序如圖344所示。寄存器命令碼數(shù)據(jù)范圍寄存器中各位的內(nèi)容名稱地址寫讀76543210秒00H80H81H00~5