電氣工程及其自動(dòng)化單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　課程名稱： 單片機(jī)原理及應(yīng)用 </p><p>　　系 ： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </

2、p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： 講師 </p><

3、p>　　2012 年 1 月 1 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、摘要3</b></p><p>　　二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　1、功能要求3</b></p><p>　

4、　2、 技術(shù)可行性……………………………………………………..3</p><p>　　3、單片機(jī)的選擇4</p><p>　　4、DS1302簡(jiǎn)介……………………………………………....……..5</p><p>　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　I、電路設(shè)計(jì)7</b></p>&

5、lt;p>　　II、系統(tǒng)硬件概述7</p><p>　　1. 主控制器AT89C517</p><p>　　2. 時(shí)鐘電路DS13028</p><p>　　3. 顯示驅(qū)動(dòng)74LS1649</p><p>　　4. 主要單元電路的設(shè)計(jì)………………………………...………9</p><p>　　四、系統(tǒng)軟件

6、設(shè)計(jì)..11</p><p>　　五、總結(jié)……………..….12</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………..……12</p><p>　　附錄……………………………………………………..………………13</p><p><b>　　一·摘要</b></p>&

7、lt;p>　　近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此越來越廣泛地應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域. </p><p>　　本文的電子鐘系統(tǒng)是以單片機(jī)（AT89C51）為核心，時(shí)鐘芯片DS1302、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片74LS164等元器件組成。具體介紹應(yīng)用protell軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的電子鐘設(shè)計(jì)與仿真的

8、實(shí)現(xiàn)方法。該方法既能準(zhǔn)確驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否滿足技術(shù)要求,又能提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量,降低開發(fā)成本,具有推廣價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； 時(shí)鐘芯片 ；數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片 ；電子鐘</p><p>　　二·系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。萬年歷目前已經(jīng)不再局限于以書本形式出現(xiàn)。以電腦軟件

9、或者電子產(chǎn)品形式出現(xiàn)的萬年歷被稱為電子萬年歷。與傳統(tǒng)書本形式的萬年歷相比，電子萬年歷得到了越來越廣泛的應(yīng)用，采用電子時(shí)鐘作為時(shí)間顯示已經(jīng)成為一種時(shí)尚。目前市場(chǎng)上各式各樣的電子時(shí)鐘數(shù)不勝數(shù)，但多數(shù)是只針對(duì)時(shí)間顯示，功能單一不能滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨蟆?本文提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)方案，本方案以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，與時(shí)鐘芯片DS1302、按鍵、LED顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有獨(dú)立按鍵和

10、LED顯示器，能顯示豐富的信息，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)、選擇時(shí)間等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)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(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。</p><p><b>　　1．功能要求</b></p><p>　　本電子時(shí)鐘能顯示星期、小時(shí)、分鐘、秒</p><p><

11、b>　　2. 技術(shù)可行性</b></p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一是將CPU和外圍芯片，如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個(gè)芯片之中，制成單片計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer）。而近年來推出的一些高檔單片機(jī)還包括有許多特殊功能單

12、元，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、調(diào)制解調(diào)器、通信控制器、鎖相環(huán)、DMA、浮點(diǎn)運(yùn)算單元、PWM控制輸出單元、PWM輸出時(shí)的死區(qū)可編程控制功能等。因此，只要外加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)流水線控制系統(tǒng)、作為家用電器的主控制器、分布式控制系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)或作為其主控制節(jié)點(diǎn)起中繼的作用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等?！　纹瑱C(jī)的出現(xiàn)，并在各技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機(jī)構(gòu)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點(diǎn)

13、有關(guān)：　 1、單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性。這些可靠性的獲得除了依靠單片機(jī)芯片本身的高可靠性以及應(yīng)用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術(shù)。　　2、系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的</p><p><b>　　3. 單片機(jī)的選擇</b></p><p>　　采用傳統(tǒng)的AT89C51作為電機(jī)的控制核心。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈

14、活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。</p><p>　　圖2.11 AT89C51單片機(jī) </p><p>　　4.DS1302簡(jiǎn)介</p><p>　　DS1302特性介紹</p><p>　　DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功

15、耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行通信，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)和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。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(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。</p><p>　　DS1302引腳介紹</p&

16、gt;<p><b>　　各引腳的功能為：</b></p><p>　　8 、Vcc1：備用電池端；</p><p>　　1、Vcc2：5V電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時(shí)，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2< Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電。</p><p>　　7、 SCLK：串行時(shí)鐘，輸入；

17、  </p><p>　　6、I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；</p><p>　　5、CE/RST：復(fù)位腳</p><p>　　2 3、X1、X2 是外接晶振腳 （32.768KHZ的晶振）</p><p><b>　　4、地（GND）</b></p><p>　?。?）DS1302有關(guān)日

18、歷、時(shí)間的寄存器 </p><p>　　寄存器的說明如下：1、秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)初始上電時(shí)該位置為1，</p><p>　　時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫為0時(shí)，時(shí)鐘才能開</p><p>　　始運(yùn)行。2、小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式

19、還是24小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，位5是 ，當(dāng)為1時(shí)，表示PM。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位3、控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在對(duì)任何的時(shí)鐘</p><p>　　RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。</p><p>　　也就是說在電路上電的初始態(tài)WP是1，

20、這時(shí)是不能改寫上面任何一個(gè)時(shí)間寄存器的，</p><p>　　只有首先將WP改寫為0，才能進(jìn)行其它寄存器的寫操作。 </p><p>　　（5）DS1302控制字介紹</p><p>　　控制字的最高有效位（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。</p><p>　　位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示

21、存取RAM數(shù)據(jù)；</p><p>　　位5至位1（A4～A0）：指示操作單元的地址；</p><p>　　位0（最低有效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作。</p><p><b>　　讀數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　讀數(shù)據(jù)時(shí)在緊跟8位的控制字指令后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)

22、據(jù)，</p><p>　　讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。</p><p><b>　　寫數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，</p><p>　　數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（0位）開始。</p><p>

23、;　　位0（最低有效位）：為1表示進(jìn)行讀操作。 如為0，表示要進(jìn)行寫操作，</p><p>　　控制字后 SCLK 下降沿 讀數(shù)據(jù) SCLK上升沿寫數(shù)據(jù)</p><p>　　（6）DS1302單字節(jié)讀寫時(shí)序介</p><p>　　DS1302的數(shù)據(jù)讀寫是通過I/O串行進(jìn)行的。當(dāng)進(jìn)行一次讀寫操作時(shí)最少得讀寫兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個(gè)命令，告訴DS1

24、302是讀還是寫操作，是對(duì)RAM還是對(duì)CLOK寄存器操作，以及操作的址。第二個(gè)字節(jié)就是要讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)了。我們先看</p><p>　　單字節(jié)寫：在進(jìn)行操作之前先得將CE（也可說是RST）置高電平，然后單片機(jī)將控制字的位0放到I/O上，當(dāng)I/O的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將SCLK置高電平，DS1302檢測(cè)到SCLK的上升沿后就將I/O上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機(jī)將SCLK置為低電平，再將控制字的位1放到I/O上，如此反復(fù)，將一個(gè)字

25、節(jié)控制字的8個(gè)位傳給DS1302。接下來就是傳一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)給DS1302，當(dāng)傳完數(shù)據(jù)后，單片機(jī)將CE置為低電平，操作結(jié)束。</p><p>　　單字節(jié)讀操作的一開始寫控制字的過程和上面的單字節(jié)寫操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫控制字的最后一個(gè)位，SCLK還在高電平時(shí)，DS1302就將數(shù)據(jù)放到I/O上，單片機(jī)將SCLK置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存，</p><p>　　單機(jī)機(jī)就可以讀取I/O上的數(shù)

26、據(jù)。如此反復(fù)，將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)。</p><p>　　讀與寫操作的不同就在于，寫操作是在SCLK低電平時(shí)單片機(jī)將數(shù)據(jù)放到IO上，當(dāng)SCLK上升沿時(shí)，DS1302讀取。而讀操作是在SCLK高電平時(shí)DS1302放數(shù)據(jù)到IO上，將SCLK置為低電平后，單片機(jī)就可從IO上讀取數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　三·系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p>

27、<p><b>　　1.電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖示為電子萬年歷電路設(shè)計(jì)原理圖，系統(tǒng)由主控制器AT89C51、時(shí)鐘電路DS1302、顯示驅(qū)動(dòng)MAX7219電路，顯示電路及鍵掃描電路組成。</p><p><b>　　2.系統(tǒng)硬件概述</b></p><p>　　(1) 主控制器AT89C51<

28、;/p><p>　　ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)采用高性能的靜態(tài)80C51設(shè)計(jì)，并采用先進(jìn)工藝制造，還帶有非易失性Flash程序存儲(chǔ)器。它是一種高性能、低功耗的8位CMOS微處理芯片，市場(chǎng)應(yīng)用最多。其主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　8KB Flash ROM，可以擦除1000次以上，數(shù)據(jù)保存10年。</p><p>　　256字節(jié)內(nèi)部RAM；</p

29、><p><b>　　電源控制模式；</b></p><p><b>　　時(shí)鐘可停止和恢復(fù)；</b></p><p><b>　　空閑模式；</b></p><p><b>　　掉電模式；</b></p><p><b>　　

30、6個(gè)中斷源；</b></p><p><b>　　4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；</b></p><p><b>　　4個(gè)8位I/O口；</b></p><p>　　全雙工增強(qiáng)型TUAR；</p><p>　　3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0、T1(標(biāo)準(zhǔn)80C51)和增加的T2（捕獲和比較）</p&

31、gt;<p>　　全靜態(tài)工作方式：0～24MHZ</p><p>　　(2)時(shí)鐘電路DS1302</p><p>　　DS1302的性能特性:</p><p>　　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)行比較；</p><p>　　用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位RAM；</p><p>　

32、　最少引腳的串行I/O；</p><p>　　2.5～5.5V電壓工作范圍；</p><p>　　2.5V時(shí)耗小于300nA；</p><p>　　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；</p><p><b>　　簡(jiǎn)單的三線接口；</b></p><p>　　可選的

33、慢速充電（至Vcc1）的能力。</p><p>　　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的上升沿被訪問到。在開始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，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)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8，在多字節(jié)方式下為8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，則會(huì)

34、終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。</p><p>　　DS1302的控制字如表所示?？刂谱止?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6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為1則表示存取RAM數(shù)據(jù)。位5～1（A4～A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0

35、）如果為0，則表示藥進(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入/輸出。</p><p>　　為了提高對(duì)32個(gè)地址尋址能力（地址/命令位1～5=邏輯1）,可以把時(shí)鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時(shí)鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)憽Ｔ跁r(shí)鐘/日歷寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?/p>

36、8個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的31字節(jié)，不管是否謝了全部31字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至RAM。</p><p>　　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。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如上表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。</p><p>　　時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時(shí)鐘暫停位。當(dāng)它為

37、1時(shí)，DS1302停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對(duì)DS1302進(jìn)行寫操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序）,停止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。</p><p>　　AM-PM/12-24小時(shí)方式：小時(shí)寄存器的位7定義為12或24小時(shí)方式選擇位。它為高電平時(shí)，選擇12小時(shí)方式。在此方式下，位5為第二個(gè)10小時(shí)位（20～23h）。</p><p>　　DS1302的晶振選用32768Hz，電

38、容推薦值為6pF。因?yàn)檎袷庮l率較低，也可以不接電容，對(duì)計(jì)時(shí)精度影響不大。</p><p>　　（3）顯示驅(qū)動(dòng)74LS164</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用74LS164作為顯示驅(qū)動(dòng)芯片。</p><p>　　3.主要單元電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)顯示電路</b></p><p>

39、;　　顯示部分采用普通的共陰數(shù)碼管顯示，采用動(dòng)態(tài)掃描，以減少硬件</p><p>　　路。星期時(shí)分秒星期共需要7位數(shù)碼顯示，顯示時(shí)采用串行口輸出段碼，用74LS164驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。</p><p><b>　　(2)鍵盤接口</b></p><p>　　鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵

40、盤是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。</p><p>　　鍵盤可分為編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤采用硬件線線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能自動(dòng)生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動(dòng)功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC機(jī)所用的鍵盤就屬于這種。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其他工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡(jiǎn)單，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。此處主要介紹該類非編碼鍵盤及其與MCS—51型單片

41、機(jī)的接口。</p><p><b>　?。?）時(shí)鐘電路</b></p><p>　　DS1302工作方式簡(jiǎn)介及數(shù)據(jù)操作原理</p><p>　　DS1302可以對(duì)星期、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)2.5~5.5V。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)。DS1302

42、內(nèi)部有一個(gè)33x8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是的DS1202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。</p><p>　　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。它經(jīng)過一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。對(duì)于小于31天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整

43、，還包括閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24<小>時(shí)或帶AM/PM的12小時(shí)格式。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。</p><p>　　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，并提供低功率的電磁備份；Vcc1在雙電池系統(tǒng)中提供主電源。在這種運(yùn)行方式中，Vcc1里連接到后備電源，以便在沒有主電源的情

44、況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由Vcc1或Vcc2中較打大者供電。當(dāng)Vcc2＞（Vcc1+0.2V）時(shí)，Vcc2給DS1302供電；當(dāng)Vcc2＜Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。</p><p><b>　　圖DS1302</b></p><p>　　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，

45、數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被訪問到。在開始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，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)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8，在多字節(jié)方式下為8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，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)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。</p>

46、<p>　　DS1302的控制字如圖所示。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6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為1則表示存取RAM數(shù)據(jù)。位5～1（A4～A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0）如果為0，則表示藥進(jìn)行寫操作；為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出。</p><p>　　為了提高對(duì)32個(gè)地址尋址能力（地址/命令位1

47、～5=邏輯1）,可以把時(shí)鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時(shí)鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在時(shí)鐘/日歷寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的31字節(jié)，不管是否謝了全部31字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至RAM。</p><p>

48、　　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。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如下表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。</p><p>　　表 DS1302控制字</p><p>　　時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時(shí)鐘暫停位。當(dāng)它為1時(shí)，DS1302停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對(duì)DS1302進(jìn)行寫操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序）,停

49、止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。</p><p>　　AM-PM/12-24小時(shí)方式：小時(shí)寄存器的位7定義為12或24小時(shí)方式選擇位。它為高電平時(shí)，選擇12小時(shí)方式。在此方式下，位5為第二個(gè)10小時(shí)位（20～23h）。</p><p>　　DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因?yàn)檎袷庮l率較低，也可以不接電容，對(duì)計(jì)時(shí)精度影響不大。</p><p&

50、gt;<b>　　四· 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電子萬年歷的程序主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容：一是DS1302從單片機(jī)中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，二是利用按鍵進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，三是74LS164從單片機(jī)中讀取數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示時(shí)間。</p><p>　　A

51、T89C51單片機(jī)主要I/O口的分配，P2.0-P2.2分別接74LS164的DIN,LOAD,CLK三個(gè)功能端，P3接查詢式按鍵，P1.0-P1.2分別接DS1302的CLK，IO，RST端。</p><p><b>　　2.時(shí)間控制流程圖</b></p><p>　　DS1302時(shí)控流程圖</p><p><b>　　五·

52、; 總結(jié)</b></p><p>　　這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.</p><p>　　在連接單片機(jī)與其他外部電路的實(shí)驗(yàn)中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了.在設(shè)計(jì)

53、電路中,對(duì)單片機(jī)的編程的進(jìn)一步的熟悉與學(xué)習(xí)讓我明白了許多自己沒有掌握的功能,對(duì)單片機(jī)有了更深刻的理解。再就是電路的連接中的一些小的的注意的問題像極性電容器其 “ ＋ ” 與 “ － ” 極不能接錯(cuò)，例如電容器上的標(biāo)記方向要易看可見。</p><p>　　在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出錯(cuò)的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯(cuò)誤所引起的。接線的時(shí)候一定要細(xì)心,不要接錯(cuò),同時(shí)也要學(xué)會(huì)如何判別芯片的好壞,要是芯片壞了即使

54、接線再正確也出不來結(jié)果。對(duì)自己的設(shè)計(jì)圖要仔細(xì)考慮，反復(fù)調(diào)試只有這樣我們才能找到自己的不足從不足中學(xué)習(xí)。</p><p>　　通過這次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，也學(xué)會(huì)了常用繪圖軟件的使用。所以說，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解，才會(huì)有收獲。</p><p><b>　　六· 參考文獻(xiàn)</b></p

55、><p>　　[1]林剛勇 馬善農(nóng) 王海濤 電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)· 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[2]陳小忠等，單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序[M]·北京：人民郵電出版社，2005</p><p>　　[3]楊居義主編·單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]·北京：清華大學(xué)出版社，2009</p><p>

56、　　[4]何立民主編·MCS—51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]·北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1990</p><p>　　[5]朱定華主編·單片機(jī)原理及接口技術(shù)試驗(yàn)[M]·北京：北京大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[6]周慈航著·單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]·北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2003</p><

57、;p>　　[7]張毅剛主編·單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]·北京：高等教育出版社，2008</p><p>　　[8]李群芳等著·單片機(jī)原理接口及應(yīng)用—嵌入式系統(tǒng)計(jì)數(shù)基礎(chǔ)·北京：清華大學(xué)出版</p><p>　　附錄 電子時(shí)鐘程序</p><p>　　#include <reg51.h></p>&

58、lt;p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　uchar count_10ms; //定義10ms計(jì)數(shù)器</p><p>　　sbitK1

59、 = P3^2;//定義K1鍵</p><p>　　sbitK2 = P3^3;//定義K2鍵</p><p>　　sbitK3 = P3^4;//定義K3鍵</p><p>　　sbitK4 = P3^5;//定義K4鍵</p><p>　　sbit BEEP=P3^7;//定義蜂鳴器</p>

60、;<p>　　sbit reset = P1^2;</p><p>　　sbit sclk = P1^0;</p><p>　　sbit io = P1^1;</p><p>　　sbit LCD_RS=P2^0; </p><p&g

61、t;　　sbit LCD_RW=P2^1 ; </p><p>　　sbit LCD_EN=P2^2;</p><p>　　bit K1_FLAG=0;//定義按鍵標(biāo)志位，當(dāng)按下K1鍵時(shí)，該位置1，K1鍵未按下時(shí)，該位為0。</p><p>　　uchar code l

62、ine1_data[] = {"---LCD Clcok---"}; //定義第1行顯示的字符</p><p>　　uchar code line2_data[] = {"****"}; //定義第2行顯示的字符</p><p>　　uchar disp_buf[8] ={0x00}; //定義顯示緩沖區(qū)</p>

63、<p>　　uchar time_buf[7] ={0,0,0x12,0,0,0,0};//DS1302時(shí)間緩沖區(qū)，存放秒、分、時(shí)、日、月、星期、年</p><p>　　uchar temp [2]={0};//用來存放設(shè)置時(shí)的小時(shí)、分鐘的中間值</p><p>　　/********以下是函數(shù)聲明********/</p><p>　　voi

64、d Delay_ms(uint xms);</p><p>　　bit lcd_busy(); </p><p>　　void lcd_wcmd(uchar cmd); </p><p>　　void lcd_wdat(uchar dat) ; </p><p>　　void lcd_clr() ;</p>

65、<p>　　void lcd_init() ;</p><p>　　void write_byte(uchar inbyte);//寫一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)聲明</p><p>　　uchar read_byte(); //讀一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)聲明</p><p>　　void write_ds1302(uchar cmd,uchar ind

66、ata);//寫DS1302函數(shù)聲明</p><p>　　uchar read_ds1302(uchar addr);//讀DS1302函數(shù)聲明</p><p>　　void set_ds1302(uchar addr,uchar *p,uchar n);//設(shè)置DS1302初始時(shí)間函數(shù)聲明</p><p>　　void get_ds1302(uch

67、ar addr,uchar *p,uchar n);//讀當(dāng)前時(shí)間函數(shù)聲明</p><p>　　void init_ds1302();//DS1302初始化函數(shù)聲明</p><p>　　/********以下是延時(shí)函數(shù)********/</p><p>　　void Delay_ms(uint xms)</p><p>

68、<b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　for(i=xms;i>0;i--) //i=xms即延時(shí)約xms毫秒</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}&

69、lt;/b></p><p>　　/********以下是LCD忙碌檢查函數(shù)********/</p><p>　　bit lcd_busy() </p><p>　　{

70、 </p><p>　　bit result; </p><p>　　LCD_RS = 0;

71、 </p><p>　　LCD_RW = 1; </p><p>　　LCD_EN = 1; </p><p>　　_no

72、p_(); </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_();

73、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　result = (bit)(P0&0x80);

74、 </p><p>　　LCD_EN = 0; </p><p>　　return result; </p><p>　　}

75、 </p><p>　　/********以下是寫指令寄存器IR函數(shù)********/</p><p>　　void lcd_wcmd(uchar cmd) </p><p>　　{

76、 </p><p>　　while(lcd_busy()); </p><p>　　LCD_RS = 0;

77、 </p><p>　　LCD_RW = 0; </p><p>　　LCD_EN = 0; </p>

78、<p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　P0 = cmd;

79、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_();

80、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_(); </p>&l

81、t;p>　　LCD_EN = 1; </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_();

82、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_();

83、 </p><p>　　LCD_EN = 0; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　/********以下是寫寄存器DR函數(shù)********/</p>&l

84、t;p>　　void lcd_wdat(uchar dat) </p><p>　　{ </p><p>　　while(lcd_busy(

85、)); </p><p>　　LCD_RS = 1; </p><p>　　LCD_RW = 0;

86、 </p><p>　　LCD_EN = 0; </p><p>　　P0 = dat; </p&

87、gt;<p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_();

88、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　LCD_EN = 1;

89、 </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_(); </p>

90、;<p>　　_nop_(); </p><p>　　_nop_(); </p><p>　　LCD_EN = 0;

91、 </p><p><b>　　} </b></p><p>　　/********以下是LCD清屏函數(shù)********/</p><p>　　void lcd_clr()

92、 </p><p>　　{ </p><p>　　lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的顯示內(nèi)容 </

93、p><p>　　Delay_ms(5); </p><p>　　} </p><p>　　/********以下是LCD初始化函數(shù)********/</p><p>　　

94、void lcd_init() </p><p>　　{ </p><p>　　Delay_ms(15);

95、 //等待LCD電源穩(wěn)定 </p><p>　　lcd_wcmd(0x38); //16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù) </p><p>　　Delay_ms(5);

96、 </p><p>　　lcd_wcmd(0x38); </p><p>　　Delay_ms(5); </p><p>　　

97、lcd_wcmd(0x38); </p><p>　　Delay_ms(5); </p><p>　　lcd_wcmd(0x0c); //顯示

98、開，關(guān)光標(biāo) </p><p>　　Delay_ms(5); </p><p>　　lcd_wcmd(0x06); //移動(dòng)光標(biāo)

99、 </p><p>　　Delay_ms(5); </p><p>　　lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的顯示內(nèi)容 </p><p>　　Delay_ms(5)

100、; </p><p><b>　　} </b></p><p>　　/********以下是寫一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)********/</p><p>　　void write_byte(uchar inbyte)</p&g

101、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sclk=0; //寫時(shí)低電平

102、改變數(shù)據(jù)</p><p>　　if(inbyte&0x01)</p><p><b>　　io=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　io=0; </b></p><p>　　sclk=1;

103、 //高電平把數(shù)據(jù)寫入DS1302</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　inbyte=inbyte>>1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>&

104、lt;p>　　/********以下是讀一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)********/</p><p>　　uchar read_byte() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,temp=0; </p><p>　　io=1; </p>

105、<p>　　for(i=0;i<7;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　if(io==1)</b></p><p>　　temp=temp|0x80;</p&g

106、t;<p><b>　　else</b></p><p>　　temp=temp&0x7f;</p><p>　　sclk=1; //產(chǎn)生下跳沿</p><p>　　temp=temp>>1;</p><p><b>　　}</b></

107、p><p>　　return (temp);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********寫DS1302函數(shù), 往DS1302的某個(gè)地址寫入數(shù)據(jù) ********/</p><p>　　void write_ds1302(uchar cmd,uchar indata)</p>

108、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　reset=1;</b></p><p>　　write_byte(cmd); </p><p>　　write_byte(indata);&

109、lt;/p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　reset=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********讀DS1302函數(shù),讀DS1302某地址的的數(shù)據(jù)********/</p>&l

110、t;p>　　uchar read_ds1302(uchar addr)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar backdata;</p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　reset=1;</b>&l

111、t;/p><p>　　write_byte(addr); //先寫地址</p><p>　　backdata=read_byte(); //然后讀數(shù)據(jù)</p><p><b>　　sclk=0;</b></p><p><b>　　reset=0;</b></p>&l

112、t;p>　　return (backdata);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********設(shè)置初始時(shí)間函數(shù)********</p><p>　　void set_ds1302(uchar addr,uchar *p,uchar n) </p><p><b>　　{&

113、lt;/b></p><p>　　write_ds1302(0x8e,0x00); //寫控制字，允許寫操作</p><p>　　for(;n>0;n--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_ds1302(addr,*p);</p><

114、;p><b>　　p++;</b></p><p>　　addr=addr+2;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_ds1302(0x8e,0x80); //寫保護(hù)，不允許寫</p><p><b>　　}</b>&

115、lt;/p><p>　　********讀取當(dāng)前時(shí)間函數(shù)********</p><p>　　void get_ds1302(uchar addr,uchar *p,uchar n)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(;n>0;n--)</p><p><

116、b>　　{</b></p><p>　　*p=read_ds1302(addr);</p><p><b>　　p++;</b></p><p>　　addr=addr+2;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}

117、</b></p><p>　　********初始化DS1302函數(shù)********/</p><p>　　void init_ds1302()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　reset=0;</b></p><p><

118、b>　　sclk=0;</b></p><p>　　write_ds1302(0x80,0x00); //寫秒寄存器</p><p>　　write_ds1302(0x90,0xab); //寫充電器</p><p>　　write_ds1302(0x8e,0x80); //寫保護(hù)控制字，禁止寫</p><p><