【正文】 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 3 腳 ： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 5 腳 ： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 第 6 腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15 腳：背光源正極。 時鐘芯片的選擇和 介紹 采用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計數(shù)，而且精度高， RAM 作為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ 范圍內(nèi)， 時耗電小于 300nA。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與 31 天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些 具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 3） RST：復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。上電運(yùn)行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。 4） I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向）。 3. DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如下圖 4所示。位 5至位 1指示操作單元的地址 。 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即 位 0 開始。 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器 與控制字對照表 見 表 2， 內(nèi)部主要寄存器分布表見表 3。時鐘突發(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。 表 2 DS1302 日歷、時鐘寄存器與控制字對照表 寄存器名稱 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫保護(hù)寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 表 3 DS14302 內(nèi)部主要寄存器分布表 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫 讀 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 小時寄存器 84H 85H 0112或 0023 12/24 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 電路設(shè)計最終方案決定 綜上 硬件的介紹 所述，對此次作品的方案選定：采用 AT89S51 作為主控制系統(tǒng)； DS1302 提供時鐘； LCD1602 液晶作為顯示。其中，振蕩器為主控模塊提供工作的時序信號，時鐘電路提供時鐘信號，并有時間顯示模塊顯示出來，鍵盤掃描模塊則提供時間的校正與修改。 主 控 模 塊A T 8 9 S 5 1顯 示 模 塊L C D 1 6 0 2時 鐘 電 路D S 1 0 3 2鍵 盤 掃 描 電 路振 蕩 器 圖 5電路設(shè)計框圖 系統(tǒng)硬件概述 本電路是由 AT89S51 單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時鐘電路由 DS1302 提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。 DS1302 內(nèi)部有一個 31*8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 主要單元電路的設(shè)計 單片機(jī)主控模塊的設(shè)計 AT89S51單片機(jī)為 40引腳雙列直插芯片 ,有四個 I/O口 P0,P1,P2,P3, MCS51單片機(jī)共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3） ，每一條 I/O線都能獨立地作輸出或輸入。 圖 6 單片機(jī)最小 控制系統(tǒng) 2．單片機(jī)按鍵復(fù)位電路設(shè)計 單片機(jī)復(fù)位系統(tǒng)如下圖 7 所示， 第 9 引腳為復(fù)位輸入端 ,接上電容 、 電阻及開關(guān)后 構(gòu)成 按鍵電平 復(fù)位電路 。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 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。如果在傳送過程中 RST 置為低電 平，則會終 止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。中有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平， I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向）。 圖 8 時鐘電路 DS1302 接線 圖 2. DS1302 數(shù)據(jù) 操作原理 DS1302 在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置“ 0”，接著把 RST 端置“ 1”，最后才給予 SCLK 脈沖。對于位 6，若對程序進(jìn)行讀 /寫時 RAM=1，對時間進(jìn)行讀 /寫時， CK=0。位 0是讀 /寫操作位，進(jìn)行讀操作時，該位為 1；該位為 0 則表示進(jìn)行的是寫操作。 DS1302 的日歷、時間寄存器內(nèi)容：“ CH”是時鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為 0 時，時鐘開始運(yùn)行。當(dāng)“ WP”為 1 時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。 圖 10 按鍵模塊設(shè)計 按鍵介紹： K1：功能鍵（設(shè)置鍵），本按鍵共有秒、分、時、日、月、年、返回共 7 個功能循環(huán)，設(shè)置按鍵按動一次，秒位置顯示光標(biāo)，每多按一次依次向下循環(huán)，到按動 7次時返回。 K3：減鍵，功能類似加鍵，只是當(dāng)光標(biāo)處于相應(yīng)位置時，此按鍵按動一次，該光標(biāo)處的數(shù)值將減一。 開 始液 晶 初 始 化D S 1 3 0 2 時 鐘 初 始 化設(shè) 置 定 時 計 數(shù) 器鍵 盤 掃 描 子 函 數(shù)顯 示 子 函 數(shù)返 回 圖 11 主程序流程圖 主程序的具體實現(xiàn) 主程序： //*******************主函數(shù) **************************// void main() { lcd_init()。 //調(diào)用 DS1302 時鐘的初始化子函數(shù) init()。 //打開 LCD 的背光電源 delay(80)。 //調(diào)用鍵盤掃描子函數(shù) } } DS1302 子函數(shù) DS1302 初始化子函數(shù)： void ds1302_init() //1302 芯片初始化子函數(shù) (20210612,09:45:05) { RST=0。 write_1302(0x8e,0x00)。 //向 DS1302 內(nèi)寫秒寄存器 80H 寫入初始秒數(shù)據(jù) 05 //write_1302(0x82,0x45)。//向 DS1302 內(nèi)寫小 時寄存器 84H 寫入初始小時數(shù)據(jù) 09 //write_1302(0x86,0x012)。 //向 DS1302 內(nèi)寫月份寄存器 88H 寫入初始月份數(shù)據(jù) 06 write_1302(0x8c,0x12)。 //打開寫保護(hù) } 顯示模塊程序設(shè)計 液晶 初始化子程序 序流程圖 在液晶顯示子函數(shù)中，首先應(yīng)對 LCD1602 進(jìn)行初始化設(shè)置，然后再對顯示數(shù)據(jù)的位置進(jìn)行設(shè)置；在需要對時間進(jìn)行校準(zhǔn)時，還要設(shè)置光標(biāo)的顯示位置，其流程圖如下圖， 設(shè) 置 工 作 模 式開 始光 標(biāo) 移 動是 否 顯 示 光 標(biāo)清 顯 示結(jié) 束設(shè) 置 日 歷 顯 示 位 置寫 入 并 顯 示 日 歷 數(shù) 據(jù)設(shè) 置 時 間 顯 示 位 置寫 入 并 顯 示 時 間 位 置 圖 12 液晶初始化程序流程圖 具體函數(shù)如下： //***液晶初始化函數(shù) ****// lcd_init() { write_1602(0x38)。//開顯示不顯示光標(biāo) write_1602(0x06)。//清顯示 write_1602(yh+1)。a10。//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分 delay(3)。//時間顯示固定符號寫入位置，從第 2 個位置后開始顯示 for(a=0。a++) { write_1602dat(tab2[a])。 } } 液晶寫入子程序 1．液晶寫入子函數(shù)流程圖 ，如圖 13 所示。//數(shù)據(jù) /指令選擇置為指令 rw=0。//送入數(shù)據(jù) delay(1)。//拉高使能端，為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備 delay(1)。//en 由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令 } write_1602dat(uchar dat)//***液晶寫入數(shù)據(jù)函數(shù) **** { rs=1。 //讀寫選擇置為寫 P1=dat。 en=1。 en=0。 時間調(diào)整程序流程圖如圖 B 所示 ： 調(diào) 用 子 函 數(shù)返 回 主 程 序計 時 停 止顯 示 子 程 序時 間 相 應(yīng) 位 閃爍對 應(yīng) 位 數(shù) 據(jù) 減 1減 鍵 按 下對 應(yīng) 位 數(shù) 據(jù) 加 1加 鍵 按 下判 斷 功 能 鍵 次 數(shù) 7 次判 斷 是 否 有按 鍵 按 下按 下 次 數(shù) 7 ? 按 下 次 數(shù) 7YNNYYYNN 圖 B 時間調(diào)整程序流程圖 第四章 軟件測試與硬件仿真 在開發(fā)軟件 Keil 中，建立新工程，根據(jù)設(shè)計的相應(yīng)模塊電路接線圖編寫調(diào)用子函數(shù)，并且編寫主程序，編譯、運(yùn)行，根據(jù)編譯結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)修改，最終得到符合系統(tǒng)要求的程序代碼，并產(chǎn)生“ HEX 文件”。 在 Proteus 軟件中將設(shè)計的各個模塊電路連接好，檢查接線無誤后，將軟件測試產(chǎn)生的“ HEX 文件”燒錄到 AT89S51 中，進(jìn)行仿真測試，根據(jù)結(jié)果修改相應(yīng)電路。 附 錄 附錄一： 系統(tǒng)電路圖： 附錄二： Proteus 仿真圖 附錄三： 電子日歷時鐘源程序： include define uint unsigned int define uchar unsigned char uchar a,miao,shi,fen,ri,yue,nian,flag,key1n,temp。 sbit en=P3^7。 //如果硬件上 rw 接地，就不用寫這句和后面的 rw=0 了