硬件技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)基于DS1302顯示時(shí)鐘

1、硬件技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 題 目： ds1302 時(shí)鐘 學(xué) 院： 指導(dǎo)老師： 日 期： 試驗(yàn)對(duì)象： 姓名姓名學(xué)號(hào)學(xué)號(hào) 實(shí)驗(yàn)人員： 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)工程網(wǎng)絡(luò)工程教研室教研室 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)學(xué)生姓名學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）專業(yè)（班級(jí)） 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目 ds1302 時(shí)鐘 設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù) 參數(shù)參數(shù) 1.在掌握部件單元電路實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 2.為單片機(jī)編寫相應(yīng)的控制程序，模擬上機(jī)調(diào)試 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 要要 求求 設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘，并編寫相應(yīng)的軟件，完成電子時(shí)鐘的任務(wù)。該控制任務(wù)應(yīng)該完 成下列功能： 1、 電子時(shí)鐘顯示用 le

2、d 數(shù)碼管顯示，格式為：xx xx xx，由左向右分別為：時(shí)、 分、秒，比如：23 20 40 表示 23 時(shí) 20 分 40 秒，剛開始工作時(shí)應(yīng)顯示為：12 00 00； 2、 實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒進(jìn)行校準(zhǔn)； 3、 按照分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試和測(cè)試的軟、硬件開發(fā)過程完成這個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 工工 作作 量量 1、 可以利用兩個(gè)外部中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行校準(zhǔn)； 2、 應(yīng)有定時(shí)中斷處理程序的編程方法。 3、 用 c 語(yǔ)言 c51 編譯器實(shí)現(xiàn)；需給出實(shí)驗(yàn)流程圖、程序即可。 工作計(jì)劃工作計(jì)劃 1.使用 proteus 軟件仿真畫出硬件連接圖，并進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)測(cè)試 2.編寫 c51 匯編程序，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘顯示及控制 參考資料

3、參考資料 單片機(jī)原理 指導(dǎo)教師簽字指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字教研室主任簽字 課程設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表課程設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 摘要 本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片為 dsl302，它是 dallas 公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的實(shí)時(shí) 時(shí)鐘芯片，采用普通 32.768khz 晶振。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編 程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。它可以對(duì)年、月、日、星期、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。并給出了基于 dsl302 設(shè)計(jì)的時(shí)鐘顯示在讀寫中的 c51 程序及流程圖，以 及在調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)。

4、關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) ds1302 數(shù)碼管 數(shù)字鐘 1 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo) .5 2 概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì) .5 21 設(shè)計(jì)目的.5 22 設(shè)計(jì)儀器.5 23 設(shè)計(jì)內(nèi)容.12 3 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) .12 31 系統(tǒng)需求分析.12 32 系統(tǒng)目標(biāo).14 33 功能分析.14 34 詳細(xì)步驟.15 4 總結(jié)總結(jié).18 參考文獻(xiàn)（資料）參考文獻(xiàn)（資料） .19 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 自古就有：“一寸光陰，一寸金”的說法。而隨著人類的進(jìn)步科學(xué)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間觀也越來越 被人們重視，而能夠準(zhǔn)確的知道時(shí)間能夠提高人們的工作效率，能更好的在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所規(guī) 定的工作 。因此能有隨時(shí)隨地的知道當(dāng)前時(shí)間是非常重要的

5、。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù) 的不斷完善，使得數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)變得更加的靈便、更加簡(jiǎn)單、功能更加的完善、計(jì)時(shí)也更加的準(zhǔn) 確。本設(shè)計(jì)實(shí)用簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確， 能夠?qū)δ?、月、日、周、日、時(shí)、分、秒 進(jìn)行準(zhǔn) 確的計(jì)時(shí)，可以讓人們隨時(shí)知道時(shí)間。 1 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo) 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘顯示用 led 數(shù)碼管顯示，格式為：xx xx xx，由左向右分別為： 時(shí)、分、秒，比如：23 20 40 表示 23 時(shí) 20 分 40 秒，剛開始工作時(shí)應(yīng)顯示為：12 00 00，并且要實(shí) 現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒進(jìn)行校準(zhǔn)。 2 概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì) 21 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 本設(shè)計(jì)利用 at89c52 的特點(diǎn)及 ds1302

6、 的特點(diǎn)，提出一種基 ds1302 單片機(jī)控制，再利用 數(shù)碼管顯示的數(shù)字鐘。 本系統(tǒng)硬件利用 at89s52 作為 cpu 進(jìn)行總體控制，通過 ds1302 時(shí)鐘芯片 獲取準(zhǔn)確詳細(xì)的時(shí)間（年、月、日、周、日、 時(shí)、分、秒 準(zhǔn)確時(shí)間） ，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行控制，同 時(shí)利用液晶顯示芯片 lcd1602 對(duì)時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確顯示年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒 。該數(shù)字 鐘硬件電路簡(jiǎn)單，使用靈活，功能穩(wěn)定，顯示準(zhǔn)確且無論對(duì)于社會(huì)或者科研也有一定的研究?jī)r(jià)值。 22 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)儀器儀器 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖來對(duì)每個(gè)部分的電路進(jìn)行分析和說明，重點(diǎn)講述微控制器 at89s52、數(shù)碼 管顯示模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ds1302。

7、 2.2.1 mcu 微控制器電路微控制器電路 at89s52 的塑封圖如圖 2.1 所示，它為 dip40 雙列直插塑料封裝。at89s52 作為系統(tǒng)的核心控制元件，只有它 能正常工作后才能使其它的元件進(jìn)入正常工作狀態(tài)。因此，下面對(duì) at89s52 進(jìn)行必要的說明，at89s52 的管腳如圖 2.2 所示。 圖 2.1 at89c52 封裝圖 圖 2.2 at89c52 引腳圖 1）vcc：40 腳，供電電壓，一般接+5v 電壓。 2）gnd：20 腳，接工作地。 3）p0 口：18 腳，p0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 i/o 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì)

8、p0 端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，p0 具有內(nèi)部上電阻。但是 p0 口在程序校驗(yàn)作為輸出指令字節(jié)時(shí)，需要外部加上拉電阻，一般上拉電阻選 4.7k10k 為宜。本設(shè)計(jì)中用 5.1k 的排阻對(duì) p0 口進(jìn)行上拉電平。 4）p1 口：3239 腳，p1 口是一個(gè)內(nèi)部具有上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能接收輸出 4 個(gè) ttl 門電流。 p1 端口寫入“1”后，被內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為作輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的 引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 5）p2

9、 口：2027 腳，p2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電 平。對(duì) p2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。6）p3 口：1017 腳，p3 口是 一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) p3 端口寫“1”時(shí)，內(nèi) 部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 7）reset：9 腳，復(fù)位輸入端。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 rst 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 8）：30 腳，當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字

10、節(jié)。在 flash 編程 pale / 期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于系統(tǒng)校驗(yàn)。 9）psen：29 腳，外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 10）：31 腳，訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。當(dāng)為低電平時(shí)，讀取外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)端為 vprst /eaea 高電平時(shí)，則讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)中一般接高電平。 11）xtal1：19 腳，振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。如采用外部時(shí)鐘源時(shí)，xtal1 為輸入端。 12）xtal2：18 腳，振蕩器反相放大器的輸出端。如采用外部時(shí)鐘源

11、時(shí)，xtal2 應(yīng)懸空不接。 2.2.2 lcd 液晶顯示液晶顯示電路電路 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在各種小系統(tǒng)中得到 了更廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中使用的液晶顯示模塊是 lcd1602。圖 2.3 所示為本設(shè)計(jì) lcd1602 的連接 圖。 圖 2.3 lcd1602 連接圖 lcd1602 是一種用 5x7 點(diǎn)陣圖形來顯示字符的液晶顯示器模塊，它顯示的容量為 2 行 16 個(gè)字。其 實(shí)物如圖 2.4 和圖 2.5 所示，它的顯示內(nèi)容豐富、體積小、美觀和易于控制都是本設(shè)計(jì)選擇作為顯 示模塊的原因。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 2.6 所示。 圖圖 2.42.4 lcd1

12、602lcd1602 正面圖正面圖 圖圖 2.52.5 lcd1602lcd1602 反面圖反面圖 圖圖 2.62.6 lcd1602lcd1602 引腳結(jié)構(gòu)圖引腳結(jié)構(gòu)圖 關(guān)于 lcd1602 的引腳說明如下： 1）第 1 腳：gnd 為地電源。 2）第 2 腳：vcc 接+5v 電源。 3）第 3 腳：vee 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。接+5v 電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10k 的精密電位器調(diào)整對(duì)比度，一般對(duì)比電壓為 0.7v 左右。 4）第 4 腳：rs 為寄存器選擇。高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，否則選擇指令寄存器。 5）第 5

13、 腳：為讀寫信號(hào)線。高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) rs 和共同為低電平時(shí)可以 rwrw 寫入指令或者顯示地址，當(dāng) rs 為低電平為高電平時(shí)可以讀出忙信號(hào)，當(dāng) rs 為高電平為低電平時(shí)可以寫 rwrw 入數(shù)據(jù)。 6）第 6 腳：e 端為使能端。當(dāng) e 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 7）第 714 腳：d0d7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 8）第 15 腳：背光燈 vcc，一般直接和+5v 電源相連接。 9）第 16 腳：背光燈 gnd。 lcd1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符圖有：阿拉伯?dāng)?shù) 字、英文字母的大小寫、常

14、用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “a”的代碼是 01000001b（41h） ，顯示時(shí)模塊把地址 41h 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“a” 。 lcd1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 2.8 所示。 指令 rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 清顯示 0000000001 光標(biāo)返回 000000001* 置輸入模式 00000001i/ds 顯示開/關(guān)控制 0000001dcb 光標(biāo)或字符移位 000001s/cr/l* 置功能 00001dlnf* 置字符發(fā)生存貯器地址 0001 字符發(fā)生存貯器地址 置

15、數(shù)據(jù)存貯器地址 001 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址（add） 讀忙標(biāo)志或地址 01bf 計(jì)數(shù)器地址（ac） 寫數(shù)到 cgramd 或 dram 10 要寫的數(shù) 從 cgramd 或 dram 讀數(shù) 11 讀出的數(shù)據(jù) 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的（說明：1 為高電平，0 為低電平） 。 指令 1：清顯示，指令碼 01h，光標(biāo)復(fù)位到地址 00h 位置。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00h 。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 i/d：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 。s：屏幕上所有文字是否左移 或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 d：控

16、制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。 c：控制光 標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。 b：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 s/c：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 。 指令 6：功能設(shè)置命令 dl：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線。 n：低電平時(shí)為單行顯示， 高電平時(shí)雙行顯示。 f：低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符 （有些模塊是 dl：高電 平時(shí)為 8 位總線，低電平時(shí)為 4 位總線） 。 指令 7：字符發(fā)生器 ram 地址設(shè)置 。 指令 8：ddram 地址設(shè)

17、置 。 指令 9：讀出忙信號(hào)和光標(biāo)地址。 bf 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為 低電平表示不忙，模塊就能接收相應(yīng)的命令或者數(shù)據(jù)。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 。 指令 11：讀數(shù)據(jù) 。 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志位是不是為低電平，是 低電平則表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。表 2.9 為 lcd1602 的內(nèi)部顯示地址。 表 2.9 lcd1602 的內(nèi)部顯示地址 2.2.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 本設(shè)計(jì)使用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片是美國(guó) dallas 公司生產(chǎn)的一種

18、高性能、低功耗、帶 ram 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路芯片 ds1302，其引腳如圖 2.11 所示。vcc1 為后備電源，vcc2 為主電源。在主 電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。ds1302 由 vcc1 或 vcc2 兩 者中的較大 者供電；當(dāng) vcc2 大于 vcc10.2v 時(shí)，vcc2 給 ds1302 供電； 當(dāng) vcc2 小于 vcc1 時(shí)，ds1302 由 vcc1 供電。x1 和 x2 是振蕩源，外接 32.768khz 晶振。是復(fù)位/片選線，通過把輸 入驅(qū)動(dòng)置高電 rstrst 平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 圖 2.11 ds1302 引腳圖 輸入有兩種功能。首先，接通控制邏輯

19、，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其rstrst 次，提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始rstrst 化，允許對(duì) ds1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/orst 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)在 vcc2.5v 之前，必須保持低電平。只有在 sclk 為低電平時(shí)，rst 才能將置為高電平。i/o 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，sclk 始終是輸入端。本設(shè)計(jì)入端。rst 本設(shè)計(jì)連接圖如圖 3.15 所示，其中 c1 和 c2 起微調(diào)晶振的作用。 ds1302 接線圖 2.2.4 復(fù)位電路復(fù)位電路 在 at89s52 單片

20、機(jī)中的振蕩器運(yùn)行時(shí)，引腳上保持到少 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平輸入信號(hào)，rst 復(fù)位過程即可完成。根據(jù)此原理，本設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位嵌套在系統(tǒng)中，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí) 用性。本設(shè)計(jì)的具體復(fù)位圖如下。 2.2.5 晶振電路晶振電路 at89s52 在工作時(shí)需要外部提供時(shí)鐘信號(hào)，因此，本設(shè)計(jì)選擇在其 18 腳 19 腳之間接上 12mhz 的晶振，為單片機(jī)提供 1s 的機(jī)器振蕩周期。其電路連接圖如圖所示。在圖中，電容器 c3.c4 起 穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在 2050pf 23 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。如圖 2.12 所示。硬件

21、電路 主要由 mcu 微處理控制器單元、ds1302 時(shí)鐘電路、儲(chǔ)存器、復(fù)位電路、晶振電路、數(shù)碼管顯示模 塊構(gòu)成。 圖 2.12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì) 3 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) 31 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)成本要求，對(duì)系統(tǒng)主要部分的電路方案敘述如下： 3.1.1 mcu 微處理控制器的方案對(duì)比選擇微處理控制器的方案對(duì)比選擇 方案一：mcu 微處理控制器的種類很多，有 atmel 公司生產(chǎn)的 at89sxx 系列單片機(jī)，其中有 8 位的單片機(jī)，也有 16 位的單片機(jī)。at89s52 為 8 位的單片機(jī)，它是一種低損耗、高性能的 cmos 微 處理器，片內(nèi)有 8k 字節(jié)的

22、存儲(chǔ)空間，128 字節(jié) ram、4 個(gè) 8 位并口、1 個(gè)全雙工串行口、2 個(gè) 16 位 定時(shí)/計(jì)數(shù)器，尋址范圍 64k。并且可以在線進(jìn)行重復(fù)編程、快速擦除、快速寫入程序，能重復(fù)擦 除 / 寫入 1000 次左右，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。 方案二：微處理控制器也有凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的，同樣有 8 位的 cpu 和 16 位的 cpu。它也有很多 特點(diǎn)，比如：體積小 、集成度高、可靠性好、易于擴(kuò)展；具有較強(qiáng)的中斷處理能力；功能強(qiáng)、效 率高的指令系統(tǒng)及低功耗、低電壓。但是其應(yīng)用領(lǐng)域主要是為控制處理數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理 等領(lǐng)域，其中凌陽(yáng)的 16 位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，

23、考慮到本人對(duì)單片機(jī)的運(yùn)用熟練度和單片機(jī)的功能領(lǐng)域，選擇 atmel 公司生產(chǎn)的 at89s52 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。 3.1.2 lcd 液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇液晶顯示模塊的方案對(duì)比選擇 方案一：顯示的方法有很多種，其中 led 數(shù)碼管是常用的一種顯示方法。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，可 以用 led 數(shù)碼管來顯示相應(yīng)站臺(tái)的站號(hào)，提醒司機(jī)知道是去向或者是回向的第幾站，讓司機(jī)心里有 數(shù)，同時(shí)增加顯示數(shù)字的可讀性。該設(shè)計(jì)中，顯示站號(hào)至少要 2 個(gè) led 數(shù)碼管，顯示時(shí)間信息要 12 個(gè)，顯示星期信息要 1 個(gè)，總共需要 15 個(gè) led 數(shù)碼管。單價(jià)是 1.2 元，那 15 個(gè)共需要 151.2=

24、18（元） 。另外在 pcb 布線過程中很困難，給設(shè)計(jì)帶來很不方便的使用。 方案二：lcd1602 液晶顯示器是一塊價(jià)廉物美的器件，其體積小，控制簡(jiǎn)單，使用方便。它能 顯示 2 行 16 列的數(shù)字或英文信息，另外連接它的線很少，只要 8 根數(shù)據(jù)線和 3 根控制線，這樣給 使用帶來很大的方便，節(jié)約單片機(jī) i/o 口。市場(chǎng)上一塊 lcd1602 的價(jià)格也只在 15 元左右，比數(shù)碼 管便宜。 方案三：功能強(qiáng)大、可以顯示中文文字的 lcd12864 液晶顯示器，其價(jià)格貴，體積大，控制比 lcd1602 稍微復(fù)雜點(diǎn)，但是使用也是很方便的。在控制使用上，需要 8 根數(shù)據(jù)線和 3 根控制線，其 余的 psb

25、、和 bla 直接與 vcc 相連接。但是在本設(shè)計(jì)中使用它的性價(jià)比不高，體積大，占用覆rst 銅板面積大，而且笨拙。 綜上所述，在 lcd 液晶顯示模塊上，選擇方案二中的 lcd1602 液晶顯示器作為本設(shè)計(jì)的顯示 模塊。顯示時(shí)間年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒 。 3.1.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的方案對(duì)比選擇 方案一：ds1302 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)鐘電路芯 片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 2.5v5.5v。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)

26、字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào) 或 ram 數(shù)據(jù)。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 是有主電源/ 后背電源雙電源引腳，可以同時(shí)對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電。 方案二：ds12887 也是是美國(guó) dallas 半導(dǎo)體公司最新推出的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，采用 cmos 技術(shù)制成，內(nèi)部具有晶振和時(shí)鐘芯片備份鋰電池。采用 ds12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路無需任 何外圍電路和器件，并具有良好的微機(jī)接口。ds12887 芯片具有微功耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、 工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中。但是由于它是串行接口的， 外接單片機(jī)需要接很多

27、引腳，才能對(duì)它達(dá)到一個(gè)很好的控制。 綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際問題及單片機(jī)的 i/o 口線，選擇方案一中的 ds1302 作為本設(shè)計(jì) 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的芯片。其控制方便、占單片機(jī) i/o 口線少、體積小、價(jià)格便宜，方便本設(shè)計(jì)的使 用。 32 系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo) 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘顯示用 led 數(shù)碼管顯示，格式為：xx xx xx，由左向右分別為： 時(shí)、分、秒，比如：23 20 40 表示 23 時(shí) 20 分 40 秒，剛開始工作時(shí)應(yīng)顯示為：12 00 00，并且要實(shí) 現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒進(jìn)行校準(zhǔn)。 33 功能分析功能分析 主程序 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)是用來控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的時(shí)序工作狀態(tài)，因此，完善的程序

28、設(shè)計(jì)是本設(shè) 計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。下圖是是本設(shè)計(jì)使用的主程序設(shè)計(jì)流程圖。 以下是程序主程序的一下部分： org 00h ajmp start ;= org 0050h start: mov sp,#70h lcall initialze ;調(diào)用初始化液晶屏幕 lcall init_p ;調(diào)用初始畫面 mov a, #00000001b ;清液晶屏，寫成空白 lcall write_com ;=主程序= main: lcall rd_ds1302 lcall data_buf lcall display ajmp main 34 詳細(xì)步驟詳細(xì)步驟 (1)按圖 4-1 連接實(shí)驗(yàn)線路。 (2)寫程序 #in

29、clude”intrins.h” sbit t_clk=p33； sbit t_io=p34； sbit rst_p35； sbit bit7=acc7； sbit bito=acco； void inputbyte(unsigned char ucda)/八位數(shù)據(jù)寫入函數(shù) unsigned char i； acc=ucda；/將要寫入的數(shù)放入 acc t_rst=l；/啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 for(i=8；i0；i-)/循環(huán)八次，寫入八位數(shù)據(jù)，從低位到 t_io=bit0；/將 accn0 的值賦給時(shí)鐘數(shù)據(jù)線 t_clk=0； t_clk=l；/在時(shí)鐘線的上升沿寫入一位數(shù)據(jù) acc=acc1；/將高

30、一位數(shù)據(jù)移至 acc0 unsigned char outputbyte(void)/八位數(shù)據(jù)讀出函數(shù) unsigned char i； t_rst=1；/啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送 for(i=8；i0；i-)/讀出八位數(shù)據(jù)，從低位到高位 acc=acc1；/將前一下降沿讀出的數(shù)據(jù)右移一位，從而該次讀出的數(shù)放入 accn7 t_io=l；腳 l 口輸入之前置 l t_clk=l； t_clk=0；/時(shí)鐘線下降沿讀出一位數(shù)據(jù) bit7=t_io；/can not use p17=t_io for p17 not varient retum(acc)； /將指令或數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)寄存器 void wr_l302(

31、unsigned char add，unsigned char ucda) t_rst=0； t_clk=o； t_rst=l； inputbyte(add)； /delayl5(1)； inputbyte(ucda)； t_rst=o： t_io=l； unsigned char re_1302(unsigned char add)/賣出對(duì)應(yīng)寄存器內(nèi)容 unsigned char ucda； t_rst=0； t_clk=0； t_rst=1； inputbyte(add)； /delayl5(1)； ucda=outputbyte()； t_rst=0； return(ucda)； voi

32、d setl302(unsigned char *pda)設(shè)置時(shí)間初值 unsigned char i； unsigned char add=0 x80； wr_1302(0x8e，ox00)；/將控制寄存器值設(shè)為零，最高位 wp=0 允許寫 for(i=7；i0；i-)/將七個(gè)時(shí)問初值寫入對(duì)應(yīng)寄存器 wr_1302(add，*pda)；/寫對(duì)應(yīng)時(shí)鐘寄存器的值 pda+； add+=2； wr_1302(0 x8e，0 x80)；/寫保護(hù)，防止干擾影響時(shí)間值 void get_l302(unsigned char curtime)/讀取當(dāng)前時(shí)間值 unsigned chari,j； unsig

33、ned char add=ox8l； bdata unsigned char sec； fo（i=0；i4；/將 bcd 碼轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù) j*=10； sec=sec0 xof： sec+=j； curtimei=sec； add+=2； (3)運(yùn)行程序 1dsl302 與微處理器作數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向芯片發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 msb(d7)必須為邏輯 1，如果 d7=0，則禁止寫 dsl302，即寫保護(hù)；d6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，d6=1，指 定 ram 數(shù)據(jù)；d5d1 指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 lsb(d0)為邏輯 0，指定寫操作(輸入)， d0=1，指定讀操

34、作(輸出)。 2在 dsl302 的時(shí)鐘日歷或 ram 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，dsl302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字 節(jié)傳送，8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2 個(gè) sclk 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個(gè) sclk 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 3要特別說明的是備用電源 b1，可以用電池或者超級(jí)電容(0.1f 以上)。雖然 dsl302 在主電 源掉電后，耗電很小，但如果要保證時(shí)鐘長(zhǎng)時(shí)間正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主 板上的 3.6v 充電電池。如果斷電時(shí)間較短(幾小時(shí)或幾天)時(shí)，就可以用漏電較小的普通電解電容 代替。100uf 就可以保證 l 小時(shí)的正常走時(shí)。dsl302