【正文】 ,如表3所示 : 端口引腳 第二功能 MOSI(用于 ISP 編程 ) MISO(用于 ISP 編程 ) SCK (用于 ISP 編程 ) 表 3 P1口部分引腳第二功能 P2口 :P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 , P2口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí) ,因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻 ,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL )。 P1口 :P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 ,P1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流 )4個(gè) TTL邏輯門電路。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。作為輸出口用時(shí)，能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯門 電 路。 GND：接地 。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。 圖 4 AT89S51 引腳圖 AT89S51 芯片的引腳及特點(diǎn) AT89S51 芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖 4所示： （ 1）功能特性概括 : AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 40 個(gè)引腳、 4K Bytes Flash 片內(nèi)程序存 儲(chǔ)器、 128 Bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口、 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2 層中斷嵌套中斷、 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針、 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 2 個(gè)全雙工串行通信口、看門狗（ WDT）電路、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 時(shí)寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10 HR HR 日寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 表 2 DS1302 的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 AT89S51 簡(jiǎn)介 AT89S51[3]美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器 ，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 AT89C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元。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 所有寄存器的內(nèi)容。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表 2。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平 DS1302的數(shù)據(jù)輸入輸出 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。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送 ，并且 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 提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。最低有效位（位 0）如為 0表示要進(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 位 6如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM數(shù)據(jù) 。 DS1302是 DS1202的升級(jí)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(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 可采用 一次傳送一個(gè)字節(jié)或 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)。 時(shí)鐘 可工作在 24小時(shí)格式或 12小時(shí)（ AM/PM）格式。 18 附錄三：讀 DS1302 子程序： 16 附 錄 16 致謝 12 DS1302 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 10 2.. DS1302 時(shí)鐘電路 10 DS12887 時(shí)鐘電路 10 時(shí)鐘電路 4 AT89S51 簡(jiǎn)介 1 DS1302 的控制字 1 DS1302 引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1 DS1302 簡(jiǎn)介 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 摘要 這些優(yōu)點(diǎn)解決了目前常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘所無法解決的問題。 本設(shè)計(jì)選取 串行接口時(shí)鐘芯片 DS1302 與單片機(jī)同步通信構(gòu)成數(shù)字時(shí)鐘電路。在單片機(jī)構(gòu)成的裝置中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘是必不可少的部件。大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 從古代的滴漏更鼓到近代的機(jī)械鐘，從電子表到目前的數(shù)字時(shí)鐘，為了準(zhǔn)確的測(cè)量和記錄時(shí)間，人們一直在努力改進(jìn)著計(jì)時(shí)工具。鐘表的數(shù)字化，大力推動(dòng)了計(jì)時(shí)的精確性和可靠性。目前常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，很多采用單片機(jī)的中斷服務(wù)來實(shí)現(xiàn)，這種方式 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(cè)控系統(tǒng)可能不允許 ；有的則使用并行接口的時(shí)鐘芯片，如 MC14681 DS12887 等，它們雖然能滿足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯 片與單片機(jī)接口復(fù)雜，占用地址 、 數(shù)據(jù)總線多，芯片體積大，占用空間多 ，給其它設(shè)計(jì)帶來諸多不便。其簡(jiǎn)單的三線接口能為單片機(jī)節(jié)省大量資源， DS1302的后背電源及 對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力 保證電路 斷電后仍能保存時(shí)間和數(shù)據(jù)信息等。該時(shí)鐘電路強(qiáng)大的功能和優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中，尤其是 某些自動(dòng)化控制、長(zhǎng)時(shí)間無人看守的測(cè)控系統(tǒng)等對(duì)時(shí)鐘精確性和可靠性有較高要求的場(chǎng)合， 具有很高的使用價(jià)值。 I 第一章 核心芯片簡(jiǎn)介 2 DS1302 的復(fù)位引腳 3 DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出 3 DS1302 的寄存器 5 AT89S51 芯片的引腳及特點(diǎn) 5 AT89S51 的主要性能參數(shù)： 8 AT89S51 的新功能： 9 第 2章 方案設(shè)計(jì)與論證 11 第 3 章 軟硬件設(shè)計(jì) 12 硬件電路設(shè)計(jì) 12 單片機(jī) AT89S51 外圍電路設(shè)計(jì) 14 顯示設(shè)計(jì) 14 軟件實(shí)現(xiàn) 15 第 4 章 結(jié)論 16 參 考 文 獻(xiàn) 17 附錄一：設(shè)計(jì)總電路圖： 17 附錄二：寫 DS1302 子程序： 19 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 核心芯片簡(jiǎn)介 DS1302簡(jiǎn)介 DS1302引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1302[1]是美國(guó) 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(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá) ～ 。 DS1302與單片機(jī)的接口使用同步串行通信， 僅 用 3條 線與 之相連接。 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。 DS1302的引腳功能如表 1所示 ， 外形 及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 表 1 DS1302 引腳號(hào) 引腳名稱 功能 1 VCC2 主電源 3 X X2 振蕩源，外接 32768Hz晶振 4 GND 地線 5 RST 復(fù)位 /片選線 6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端（雙向） 7 SCLK 串行時(shí)鐘輸入端 8 VCC1 后備電源 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 圖 1 DS1302 管腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1302 的控制字 DS1302的控制字節(jié)如圖 2所示： 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 圖 2 DS1302 控制字節(jié)的含義 控制字節(jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中 。位5至位 1指示操作單元的地址 。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 DS1302 的 復(fù)位引腳 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) 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。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。同樣，在緊跟 8位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK脈沖的下降沿讀出 DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0位至高位 7，數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序 如 圖 3所示： 圖 3 數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序 765410765432101A4A3A2A1D A TA I/O B Y TE2D A TA I/O B Y TE1R /CA0R /WI/OR STS CL K大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 DS1302 的寄存器 DS1302共有 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。 此外， DS1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。 DS1302 與 RAM相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是單個(gè) RAM單元，共 31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM寄存