【正文】 ............................................................. 22 硬件電路設(shè)計(jì)與分析 ................................................................................................. 24 LPC1752 主芯片 ................................................................................................. 24 電源供電設(shè)計(jì) .................................................................................................... 25 LCD1602 主要參數(shù)及原理圖 ............................................................................ 26 硬件電路設(shè)計(jì)和檢測(cè) ................................................................................................. 29 系統(tǒng)實(shí)物圖 ................................................................................................................. 29 4 軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................................. 29 萬年歷程序 ................................................................................................................. 30 定時(shí)報(bào)警設(shè)置程序 ..................................................................................................... 30 掉電喚醒程序 ............................................................................................................. 31 程序調(diào)試 ..................................................................................................................... 33 結(jié)論 .......................................................................................................................................... 33 致謝 .......................................................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 37 I 摘要 近年來，電子產(chǎn)品及電子設(shè)備與時(shí)鐘功能廣泛 。在這種趨勢(shì)下，時(shí)鐘的數(shù)字化，智能化的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了現(xiàn)代 鐘表研究的主導(dǎo)方向。 本設(shè)計(jì)以 CortexM31752 開發(fā)板為核心，利用 LPC1752 開發(fā)板及 LCD1602 來完成實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： LPC1752； 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ； 掉電喚醒 II Abstract In recent years, with the function of clock electronic products and electronic equipment widely present in the domestic as the Olympic Games countdown display screen, railway safety screen, sports games countdown, large outdoor high brightness clock, this kind of product to cover bank, hospital, subway stations, sports, TV, monitor system, tall building and other this trend, digital clock, intelligent has bee a dominant design direction of research on modern clock. Compared with the ordinary mechanical clock, real time clock is superior to some, so based on various real time clock chip has been widely used. The design CortexM31752 development board as the core, the use of LPC1752 development board and LCD1602 to plete the design of realtime clock. The realtime clock is not only designed to be continuous and accurate at the set time value will appear buzzer alarm, and wake up with a powerdown mode, especially for batterypowered systems, and the CPU is not continuous work. Keywords: LPC1752； realtime clock； Wake up 1 引言 在日常生活和工作中，常常需要記錄準(zhǔn)確實(shí)時(shí)信息，并長(zhǎng)時(shí)間保存。根據(jù)我們的設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘的實(shí)用性，需要錄制較長(zhǎng)時(shí)間的能力，并存儲(chǔ)在斷電的情況下時(shí)間信息，至少 10 年。時(shí)間是連續(xù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，不僅準(zhǔn)確，而且在斷電的情況下可以繼續(xù)工作了好幾年，成本不高。 不是實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)我們也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì) 算，但是我們使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)時(shí)鐘消耗的功率較低；實(shí)時(shí)時(shí)鐘會(huì)讓主要系統(tǒng)處理去更需要時(shí)效性的工作；它輸出的時(shí)間值更為準(zhǔn)確；如果結(jié)合實(shí)時(shí)時(shí)鐘和全球定位系統(tǒng)的接收器，啟動(dòng)時(shí)會(huì)將它所得到的時(shí)間和上次接收到的有效信號(hào)的時(shí)間相比較，從而可以達(dá)到啟動(dòng)時(shí)間的減少。 1984 年的 IBM PCAT 是第一臺(tái)使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘的個(gè)人電腦，使用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘是是 MC146818，隨后達(dá)拉斯半導(dǎo)體也發(fā)明研究了常用在早期的個(gè)人電腦中的相 容的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，擁有掉電喚醒功能。根據(jù)微控制器的發(fā)展方向，近年來電子時(shí)鐘，正沿著多層次用戶，多品種，多規(guī)格，高精度，小尺寸，低功耗的道路發(fā)展。 基于 LPC1752 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘研究 2 1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的研究概述 研究背景 在我們的日常生活和工作中，經(jīng)常需要記錄的實(shí)時(shí)信息，并長(zhǎng)期保存 。例如，數(shù)據(jù)收集，對(duì)一些重要的信息，不僅需要記錄內(nèi)容，而且還需要記錄發(fā)生的事件的確切時(shí)間 。考慮到實(shí)用性我們所設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的作用是在 LPC1752 單片機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置，獲得，記錄實(shí)時(shí)的日歷時(shí)鐘信息并經(jīng)過 LCD 顯示，要求能夠較長(zhǎng)時(shí)間的記錄，并存儲(chǔ)的時(shí)間信息，在掉電的情況下至少保存 10 年。我們選用專用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示時(shí)，不僅可以避免這些問題，也可以使時(shí)間得到長(zhǎng)時(shí)間的保留，不容易丟失。 AMR CortexM3 的系統(tǒng)擁有增強(qiáng)型的優(yōu)點(diǎn)，例如增強(qiáng)調(diào)試特性以及支持更高級(jí)別的塊集成。 LPC1752 內(nèi)部含有 16KByte 的靜態(tài)內(nèi)存和 64KByte 的閃存 ,同時(shí)擁有豐富的增強(qiáng) I/O 端口和外設(shè)：包括有 6 通道 12 位的 ADC、電機(jī)控制 PWM 接口、 4 個(gè)通用 16 位定時(shí)器、 4 個(gè) UART、 2 個(gè) I2C、 2 個(gè) SPI/SSP、1 個(gè) USB Device、 1 路 CAN 總線接口等。使得我們的生活水平和生活質(zhì)量都有了很大的提高，對(duì)于電子產(chǎn)品的要求也愈來愈嚴(yán)格，一直與產(chǎn)品的更新速率也越來越快?，F(xiàn)實(shí)生活中，有很多的人在 很多事情上都要求時(shí)間是極度精確的，可能一點(diǎn)小的誤差會(huì)造成很大的損失，而實(shí)時(shí)時(shí)鐘正是彌補(bǔ)了老式的機(jī)械鐘表不夠精確的這一缺點(diǎn)。因此，實(shí)時(shí)時(shí)鐘相比于機(jī)械式時(shí)鐘顯得較優(yōu)越些，因此基于各種不同芯片的實(shí)時(shí)時(shí)鐘都得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在社會(huì)智能化的東西越來越多，時(shí)鐘也不例外，在未來的發(fā)展當(dāng)中也會(huì)逐漸向這個(gè)方向趨近 。比方說在各種運(yùn)動(dòng)會(huì)上的各種項(xiàng)目都會(huì)看到實(shí)時(shí)時(shí)鐘都在以不同的方式出現(xiàn)，比如倒數(shù)計(jì)時(shí)器，各種顯示屏等。作為我們可以和電子產(chǎn)品進(jìn)行通信的一種方式，相比較于機(jī)械的東西語音更加的方便。也可以讓設(shè)計(jì)作品與眾不同，從而在各個(gè)領(lǐng)域使廣 泛的研究聲音具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。由此看來，實(shí)時(shí)時(shí)鐘在未來的發(fā)展還有很大的空間，對(duì)于各種功能的精確度也會(huì)要求的愈來愈高。完成萬年歷，定時(shí)報(bào)警和掉電喚醒功能。 LPC1752 中的 RTC 時(shí)鐘源是單獨(dú)的 的時(shí)鐘，用于產(chǎn)生 1HZ 內(nèi)部時(shí)鐘基準(zhǔn)值。 特性 RTC 的特性如下： 帶有時(shí)鐘和日歷功能，顯示具體的實(shí)時(shí)信息； 其自身具有電池供電的系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)它消耗的功率非常低，在電池供電操作需要的電流不到 1 微安的情況下，它能使用 CPU 電源供電，在 CPU 不供電的情況下， RTC 也可以繼續(xù)運(yùn)行； 具有專門的電源端口，它的電源和芯片的 其余部分是分離的； 在用戶設(shè)置的特定的時(shí)間時(shí)會(huì)報(bào)警中斷； 自身具有特有的 32 千赫茲功耗消耗很低的振蕩器； 結(jié)構(gòu) 圖 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)鐘域總體設(shè)計(jì)框圖 基于 LPC1752 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘研究 5 圖 實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能圖 RTC 中斷 中斷產(chǎn)生需要四種寄存器來控制，只要改變到中斷狀態(tài)的情況下才能產(chǎn)生中斷。 它們的功能為：中斷位置寄存器可以單獨(dú)讓和的中斷。在使能其中某一位的情況下，通常來說，要使產(chǎn)生中斷，就必須讓它對(duì)應(yīng)的 計(jì)數(shù)器加一個(gè) 1。報(bào)警屏蔽寄存器的報(bào)警還是比較可靠地，因?yàn)槠鋬?nèi)部已經(jīng)進(jìn)行了校對(duì)。 RTC 總共的中斷類型有兩個(gè)，一類是 CIIR 另一類是報(bào)警。 計(jì)數(shù)器增量中斷 實(shí)時(shí)時(shí)鐘里有很多的時(shí)間計(jì)數(shù)器，按類型分為八個(gè)。如圖 所示為增量中斷原理示意圖 圖 增量中斷原理圖 基于 LPC1752 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘研究 6 報(bào)警中斷 在 RTC 中，設(shè)置了 8 個(gè)報(bào)警時(shí)間寄存器來保存報(bào)警的時(shí)間值 ,每個(gè)報(bào)警時(shí)間寄存器都和 AMR 寄存器中的每一位對(duì)應(yīng)著。由 AMR 進(jìn)行設(shè)定當(dāng)前時(shí)間是否與對(duì)應(yīng)的報(bào)警的時(shí)間值進(jìn)行比較。時(shí)間寄存器， AMR 和報(bào)警值寄存器三者的關(guān)系如圖 所示。報(bào)警中斷控制原理示意圖如圖 所示。實(shí)時(shí)時(shí)鐘定義能被 4 整除（年計(jì)數(shù)器的最低兩位為 0 時(shí)，一定被 4 整除）的年是閏年。閏年對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的影響是改變其 2 月份的計(jì)數(shù)值包括月、日。 圖 RTC 寄存器結(jié)構(gòu)圖 實(shí)時(shí)時(shí)鐘中的寄存器按功能可以分為以下幾類寄存器： ， 2 完整事件寄存器組， ， ， 。大多數(shù)的寄存器都不會(huì)受到 RTC 開機(jī)的影響，如果實(shí)時(shí)時(shí)鐘開始運(yùn)行，必須經(jīng)過軟件部分來對(duì)這些寄存器完成初始化。復(fù)位值不反映保留位的內(nèi)容。如表 ： 表 混合寄存器組 中斷位置寄存器 中斷位置寄存器顧名思義也是寄存器的一種，不過它的主要作用是用來指出產(chǎn)生了中斷的模塊有哪些。在寫入 0 的情況下無效。向該位寫入 1 清除計(jì)數(shù)器增量中斷 0 1 RTCALF 為 1 時(shí)，報(bào)警寄存器產(chǎn)生中斷。該寄存器指示了中斷源?？刂茣r(shí)鐘分頻器的操作 R/W 0x40024008 CIIR 計(jì)數(shù)器增量中段寄存器。決定屏蔽哪個(gè)