基于8952單片機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、目 錄緒 論3一、單片機(jī)概述41.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史41.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)41.3 單片機(jī)的特點(diǎn)51.4 單片機(jī)的應(yīng)用51.5 單片機(jī)的串行接口61.6 基本概念7二、硬件設(shè)計(jì)82.1 stc89c52單片機(jī)簡(jiǎn)介82.1.1 stc89c52功能特性描述92.1.2 mcs-51的串行和控制寄存器132.2 顯示模塊152.3 ds1302的結(jié)構(gòu)及工作原理18三、軟件設(shè)計(jì)203.1 設(shè)計(jì)方法203.2 設(shè)計(jì)實(shí)例203.3 原理圖和程序233.3.1原理圖233.3.2程序24結(jié) 論35致 謝36參 考 文 獻(xiàn)37基于89c52的單片機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是以89c52為控制核心，通過

2、外圍的不同模塊可以讓用戶進(jìn)行單片機(jī)的各種實(shí)驗(yàn)或者項(xiàng)目的開發(fā)。本開發(fā)板主要設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，開發(fā)板主要由以下幾個(gè)部分組成：mcu控制器、顯示、ds1302。其中mcu采用的是stc89c52芯片；顯示模塊為1602液晶顯示；用dallas公司的ds1302向單片機(jī)提供包括秒、分、時(shí)、日、月、年等在內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間信息。通過所學(xué)的應(yīng)用軟件進(jìn)行繪圖及編程，使其仿真演示出來。關(guān)鍵字：89c52 單片機(jī) ds1302 lcd1602the design of real-time clock based on 89c52 microcontrollerabstract: the design is a sys

3、tem used 89c52 for the control of the control of the core, allows users to conduct various experiments or the scm project development through the external different modules. the development board design and real-time clock circuit, the development board mainly contain the following modules: mcu cont

4、roller, display, ds1302. stc89c52 is used as mcu; the display module is lcd1602; provides including the second, divides, japan, the month, the year with dallas corporations ds1302 to the monolithic integrated circuit and so on real-time time information. through the application software which studie

5、s carries on the cartography and the programming, causes its simulation to demonstrate.keyboard : 89c52 mcu ds1302 lcd1602緒 論隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的單片機(jī)愛好者開始動(dòng)手開發(fā)自己的產(chǎn)品。而單片機(jī)產(chǎn)品都是由單片機(jī)最小系統(tǒng)通過外圍的不同擴(kuò)展電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)某一輸出的控制。翻閱了很多單片機(jī)應(yīng)用的書，大體的結(jié)構(gòu)一般都是先介紹單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，而后就是單片機(jī)的外圍電路，綜合看來，單片機(jī)的外圍電路正常就是那幾個(gè)部分：顯示、輸入、d/a、a/d、控制等，所以一般設(shè)計(jì)者都需要搭

6、建最基礎(chǔ)的電路，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、基本的顯示模塊等。如果每次做電路的時(shí)候都要重復(fù)的做著這些事情，無疑會(huì)浪費(fèi)設(shè)計(jì)者的時(shí)間，介于這方面的考慮，本設(shè)計(jì)做的就是一些基本的單片機(jī)外圍模塊，從而減少開發(fā)用戶diy的時(shí)間。另一方面，本開發(fā)板可以為單片機(jī)初學(xué)者提供一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。單片機(jī)的初學(xué)者肯定要從最基礎(chǔ)的做起，一步一步了解單片機(jī)，熟悉去各個(gè)方面的應(yīng)用，如果僅是從理論上學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須聯(lián)系實(shí)踐，即實(shí)驗(yàn)來達(dá)到消化和鞏固的目的。本設(shè)計(jì)中主要就是用了以下幾個(gè)簡(jiǎn)單模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示、ds1302等。本設(shè)計(jì)只是簡(jiǎn)易的開發(fā)板設(shè)計(jì)，對(duì)stc89c52芯片進(jìn)行程序的燒寫，使實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示。設(shè)計(jì)的時(shí)候也

7、考慮了用戶很有可能不用上面的模塊，需要自己擴(kuò)展模塊，所以在單片機(jī)的各個(gè)引腳邊加了相應(yīng)的插針，用于用戶自己調(diào)配擴(kuò)展模塊。下面對(duì)本設(shè)計(jì)的各個(gè)方面做深入的介紹，可以作為簡(jiǎn)易開發(fā)板的說明書使用。一、單片機(jī)概述單片機(jī)也被稱作“單片微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機(jī)一詞最初是源于“single chip microcomputer”,簡(jiǎn)稱scm。隨著scm在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來表達(dá)其內(nèi)涵。國(guó)際上逐漸采用“mcu”(micro controller unit)來代替，形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國(guó)際接軌，以后應(yīng)將中文“單

8、片機(jī)”一詞和“mcu”唯一對(duì)應(yīng)解釋。在國(guó)內(nèi)因?yàn)椤皢纹瑱C(jī)”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。1.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個(gè)階段：第一階段（19761978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的探索階段。以intel公司的mcs-48為代表。mcs-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有motorola、zilog等。都取得了滿意的效果。這就是scm的誕生年代，“單片機(jī)”一詞即由此而來。第二階段（19781982）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段。intel公司在mcs-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列mcs-51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線

9、型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。1.完善的外部總線。mcs-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。2.cpu外圍功能單元的集中管理模式。3.體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。4.指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段（19821990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。intel公司推出的mcs-96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。第四階段（1990）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著

10、單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著cmos化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價(jià)格化、外圍電路內(nèi)裝化和串行擴(kuò)展技術(shù)。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小和功能將更強(qiáng)。1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)主要有如下特點(diǎn)：1.有優(yōu)異的性能價(jià)格比。2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯

11、片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。3.制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、i/o口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。4.低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。5.外部總線增加了i2c（inter-integrated circuit）及spi(serial peripheral interface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。6.單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。1.4 單

12、片機(jī)的應(yīng)用由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用2.單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用3.單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用4.單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用5.單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。a：由單片機(jī)組成控制器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： 單片

13、微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，是把構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要部件如中央處理器(cpu)、存儲(chǔ)器(ram/rom)和各種功能i/o接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)(single chip micro computer),簡(jiǎn)稱單片機(jī).由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的,且近年來單片機(jī)著力擴(kuò)展了各種控制功能如a/d、pwm等,因此我們更多時(shí)候稱其為一個(gè)單片形態(tài)的微控制器(single chip micro controller),或直接稱其為微控制器(micro controller)。b：用單片機(jī)組成的微機(jī)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):1.受集成度限制,片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小,一

14、般片內(nèi)rom小于48k字節(jié),片內(nèi)ram小于256字節(jié);但可在外部進(jìn)行擴(kuò)展,如mcs51系列單片機(jī)的片外可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom)、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(sram)可分別擴(kuò)展至64k字節(jié)。2.可靠性高。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)控制環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,其抗工業(yè)噪聲的能力優(yōu)于一般通用cpu;程序指令及其常數(shù)、表格固化在rom中不易破壞;常用信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故可靠性高。3.易擴(kuò)展。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必須的部件,芯片外部有許多供擴(kuò)展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的微機(jī)控制系統(tǒng)。4.控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、i/o口的

15、邏輯操作以及位處理功能。一般來說,單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。5.一般的單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,軟件開發(fā)工作量大。但近年來已開始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有basic解釋程序及froth操作系統(tǒng)的單片機(jī),使單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個(gè)新水平。此外,單片機(jī)成本低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對(duì)性設(shè)計(jì)成專用系統(tǒng),解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種需要,實(shí)現(xiàn)最佳的性價(jià)比。特別是單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使原有機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。如數(shù)控機(jī)床就是典型實(shí)例。近年來,單片機(jī)發(fā)展極快,其產(chǎn)量占微機(jī)產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個(gè)系列400余種機(jī)型

16、，性能和結(jié)構(gòu)各不相同,intel、motorola、zilcg等公司都有系列單片微型計(jì)算機(jī)。國(guó)內(nèi)普及的幾乎都是intel公司的產(chǎn)品。1.5 單片機(jī)的串行接口mcs-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè) 全雙工的串行接收和發(fā)射緩沖器（sbuff），這兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收發(fā)射器，即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù)，但接收緩沖器只可以讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，它們的地址是99h。這個(gè)通信口即可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可以實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成同步移位寄存器使用。如果在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可以方便的構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的rs-232接口。下面我們分別介紹。1.6 基本概念數(shù)據(jù)通信的傳輸方式：常用于數(shù)

17、據(jù)通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和多工方式。a 單工方式：數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定的方向傳送。因?yàn)檫@種傳輸方式的用途有限，常用于串行口的打印數(shù)據(jù)傳輸與簡(jiǎn)單系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)采集。b 雙工方式：數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際的應(yīng)用采用某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)收發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)換。c 全雙工方式：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送，但一般全雙工電路的線路和設(shè)備比較復(fù)雜。d 多工方式：以上三種傳輸方式都是同一線路傳輸一種頻率信號(hào)，為了充分的利用線路資源，可通過使用多路復(fù)用器或多路集線器，采用頻分、時(shí)分、或碼分復(fù)用技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)在同一線路上資源共享功能，我們稱之為多工傳輸方式。串行通信的兩種通信形式a. 異步通信 在這種通

18、信方式中，接收器和發(fā)射器有各自的時(shí)鐘，他們的工作是非同步的，異步通信用一幀來表示一個(gè)字符，其內(nèi)容如下：一個(gè)起始位，緊接著是若干個(gè)數(shù)據(jù)位，圖是傳輸45h的數(shù)據(jù)格式。b.同步通信 同步通信格式中，發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘源控制，為了克服在異步傳輸中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，占用了傳輸時(shí)間，在要求傳送的數(shù)據(jù)量較大的c. 串行數(shù)據(jù)通信的傳輸速率： 串行數(shù)據(jù)傳輸率有兩個(gè)概念，既美秒傳送的位數(shù)bps(bit per second)和美秒符號(hào)數(shù)-波特率（band rate）,在具有調(diào)治解調(diào)器的通信中，波特率與調(diào)治速率有關(guān)。二、硬件設(shè)計(jì)1602液晶顯示電路 晶振電路ds1302電路89c52

19、單片機(jī)總硬件方框圖2.1 stc89c52單片機(jī)簡(jiǎn)介 stc89c52是臺(tái)灣宏晶公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的cmos8位單片機(jī)片內(nèi)4kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（perom）和128bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)器（ram），器件采用stc公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。stc89c52單片機(jī)可為你提供許多高性價(jià)的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖1.1 單片機(jī)stc89c52主要性能參數(shù)：與mcs-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)的全兼容 4k字節(jié)可重擦寫flash閃速存儲(chǔ)器1000次可擦寫周期全靜態(tài)操作

20、：0hz-24mhz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器1288字節(jié)內(nèi)部ram 32個(gè)可編程i/o口線2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行uart通道低功耗空閑和掉電模式 2.1.1 stc89c52功能特性描述stc89c52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部ram，32個(gè)i/o口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，stc89c52可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止cpu的工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，竄行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但震蕩器停

21、止工作并禁止所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。（1） stc89c52引腳功能說明：vcc：電源電壓gnd：地p0口：po口是一組8位漏極開路行雙向i/o口，也既地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口?？勺鳛檩敵隹谑褂脮r(shí)，每位可吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)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。在flash編程時(shí)，po口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求接上拉電阻。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫

22、“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口時(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)輸出一個(gè)電流（i）。flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1口接收8位地址。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的輸入緩沖極可以驅(qū)動(dòng)（輸入或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)和作為輸出口，作輸出口時(shí)，因?yàn)榇嬖趦?nèi)部上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部存儲(chǔ)器或1位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movxdptr指令）時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movx

23、ri指令）時(shí)，p2口線的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中r2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高地址和其他控制信號(hào)。p3口：p3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸入緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)p3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸出端口時(shí)，被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流。p3口除可作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能。 p3口還接收一些用于flas 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)圖1.2 stc89c52方框圖rst：復(fù)位輸出。當(dāng)震蕩器工作時(shí)，rst引腳出

24、現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平使機(jī)器復(fù)位。 ale/當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)，即使不訪問外部字節(jié)，ale仍時(shí)鐘震蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘脈沖或用于定時(shí)目的。要注意的是：每次訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ale脈沖。對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還要輸入編程脈沖（）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令可激活。此外，此引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)該置ale無效。：程序存入允許（）輸出的是外部程序存

25、儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)表1.3 stc89c52端口stc89c52由外部程序取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，既輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的信號(hào)不出現(xiàn)。ea/vpp：外部訪問允許。欲使cpu僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。要注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v的編程電壓vpp。xtal1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端。xaal2：震蕩器反向放大器的輸出端。時(shí)鐘震蕩器：stc89c5

26、2中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反向放大器，引腳xtal1和xtal2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器震蕩電路如圖。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容c1、c2接在放大器的震蕩回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對(duì)外接電容c1、c2雖然沒有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pf10pf，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pf10pf。用戶還可以采用外部時(shí)鐘，采用外部時(shí)鐘如圖所示。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到xtal1端，既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，x

27、tal2懸空。 圖1.4 內(nèi)部震蕩電路 圖1.5 外部震蕩電路表1.6 stc89c52寄存器寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容pc0000htmod00hacc00htcom00hb00hth000hpsw00htlo00hsp07hth100h0dptr0000hth100hp1p30ffhscon00hipxxx00000sbuf不定ie0xxx00000pcon0xxx00000由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的所以外部 時(shí)鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時(shí)間和最大低電平持續(xù)的時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。flash閃速存儲(chǔ)器的編程：stc89c52單片機(jī)內(nèi)部有4

28、k字節(jié)的flash perom，這個(gè)flash存儲(chǔ)存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（既所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為ffh），用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。程序接收高電壓（+12v）或低電壓（vcc）的允許編程信號(hào)。低電壓編程模式，適用與用戶在線編程系統(tǒng)。而高電平模式可與通用eprom編程程序兼容。編程方法：編程前需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址就、加在p1口和p2口的p2.0p2.3（11位地址范圍為0000h0fffh），數(shù)據(jù)從p0口輸入，引腳p2.6、p2.7和p3.6、p3.7的電平設(shè)置見表。psen為低電平，rst保持高電平，ea/vp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ale/

29、prog引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）編程時(shí)可采用420mhz的時(shí)鐘震蕩器stc89c52的編程方法如下：1.0 在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。1.在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。2.激活相應(yīng)的控制信號(hào)。3.在高電壓編程時(shí)，將ea/vpp端加上+1v編程電壓。4.每對(duì)flash存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)，加上一個(gè)ale/prog編程脈沖。（2） stc89c52控制信號(hào)rst/vpd（9腳）復(fù)位信號(hào)時(shí)鐘電路工作后，在引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位，復(fù)位后片內(nèi)存儲(chǔ)器的狀態(tài)如表所示，p1p3口輸出高電平，初始值07h寫入堆棧指針sp、清0程序計(jì)數(shù)器pc和其余特殊功能寄存器，但始終

30、不影響片內(nèi)ram狀態(tài)，只要該引腳保持高電平，89c52將循環(huán)復(fù)位，rat/vpd從高電平到低電平單片機(jī)將從0號(hào)單元開始執(zhí)行程序，另外該引腳還具有復(fù)用功能，只要將vpd接+5v備用電源，一旦vcc電位突然降低或斷電，能保護(hù)片內(nèi)ram中的信息不丟失，恢復(fù)電后能正常工作。stc89c52通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和開關(guān)手動(dòng)復(fù)位，我們采用的是手動(dòng)復(fù)位開關(guān)如圖所示：圖1.7 手動(dòng)開關(guān)手動(dòng)開關(guān)未按下之前，電容正極處于加電狀態(tài)，當(dāng)按鍵按下去后，vcc與gnd導(dǎo)通，電容放電，從而實(shí)現(xiàn)放電。2.1.2 mcs-51的串行和控制寄存器串行口和控制寄存器mcs-51單片機(jī)串行口專用寄存器結(jié)構(gòu)如圖所示。sbuf為串行口的收

31、發(fā)緩沖器，它是一個(gè)可尋址的專用寄存器，其中包含了接收器和發(fā)射器寄存器，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。但這兩個(gè)寄存器具有同一地址（99h）。mcs-51的串行數(shù)據(jù)傳輸很簡(jiǎn)單，只要向緩沖器寫入數(shù)據(jù)就可發(fā)送數(shù)據(jù)。而從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)既可接收數(shù)據(jù)。此外，接收緩沖器前還加上一級(jí)輸入移位寄存器，mcs-51這種結(jié)構(gòu)的目的在于接收數(shù)據(jù)時(shí)避免發(fā)生重疊現(xiàn)象，文獻(xiàn)稱這種結(jié)構(gòu)為雙緩沖結(jié)構(gòu)。而發(fā)送數(shù)據(jù)就不需要這樣設(shè)計(jì)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)，cpu是主動(dòng)的，不可能出現(xiàn)這種情況。a：串行通信寄存器在上一節(jié)我們已經(jīng)分析了scon控制寄存器，它是一個(gè)可尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制，單元地址是98h，其結(jié)構(gòu)格式如下：表1.8 sco

32、n寄存器結(jié)構(gòu)表1 寄存器scon結(jié)構(gòu)scond7d6d5d4d3d2d1d0sm0sm1sm2rentb8rb8tiri位地址9fh9eh8dh9ch9bh9ah99h98h下面我們對(duì)個(gè)控制位功能介紹如下：（1）sm0、sm1：串行口工作方式控制位 smo sm1 工作方式 功能說明 0 0 方式0 移位寄存器方式（用于i/o擴(kuò)展） 0 1 方式1 8位uart，波特率可變（t1溢出率/ n） 1 0 方式2 9 位uart，波特率為fosc/64或fosc/321 1 方式3 9位uart，波特率可變（t1溢出率/ n）（2）sm2：多機(jī)通信控制位多機(jī)通信是工作方式2和方式3，sm2位主要用

33、于方式2和方式3。接收狀態(tài)，當(dāng)串行口工作方式2或3，以及sm2=1時(shí)，只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)（rb8）為1時(shí)，才把接收的前8位數(shù)據(jù)送入sbuf，且置位ri發(fā)出中斷申請(qǐng)，否則會(huì)將收到的數(shù)據(jù)放棄。當(dāng)sm2=0時(shí)，只有在接收到有效停止位時(shí)才啟動(dòng)ri，若沒接收到有效停止位，則ri清“0”。在方式0中sm2應(yīng)該為“0”。ren：允許接收控制位。由軟件置“1”時(shí)，允許接收；軟件置“0”時(shí)，不許接收。tb8：在方式3和方式3中要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，需要時(shí)用軟件置位和清零。tb8：在方式2和方式3中是接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1時(shí)，如sm2=0，rb8接收到的停止位。在方式0中，不使用rb8。ti：發(fā)送中斷標(biāo)志

34、。由硬件在方式0發(fā)送完第8位時(shí)置“1”，或在其它方式中串行發(fā)送停止位的開始時(shí)置“1”。必須由軟件清“0”。ri：接收中斷標(biāo)志。由硬件在方式0串行發(fā)射第8位結(jié)束時(shí)置“1”b:特殊功能寄存器pconpcon：主要是是chmos型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，單元地址為87h其機(jī)構(gòu)格式如下表：表1.9 特殊功能寄存器pcon pcond7d6d5d4d3d2d1d0位符號(hào)smodgf1gf0pdidl在chmos型單片機(jī)中，除smod位外其它位均為虛設(shè)的，smod是串行波特率倍增位，當(dāng)smod=1時(shí)串行口波特率加倍，系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)為smod=0。c：中斷允許寄存器ie中斷允許寄存器這里重述一下對(duì)

35、串行口有影響的位es。es為串行中斷允許控制位，es=1允許串行中斷，es=0，禁止串行中斷。串行口工作方式串行口具有4種工作方式，我從應(yīng)用和畢業(yè)設(shè)計(jì)的角度，重點(diǎn)討論方式1發(fā)送。串行口定義為方式1時(shí)傳送1幀數(shù)據(jù)為10位，其中1位起始地址、8位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）、1位停止位方式1的波特率可變，波特率=(t1的溢出率)表2.0 中斷允許寄存器符號(hào)eaeset1ex1etoex0位地址afhaehadhachabhaaha8ha8h2.2 顯示模塊顯示模塊分為數(shù)碼管顯示和液晶顯示，設(shè)計(jì)中所用的是1602液晶。具體硬件連接圖如下：lcd1602介紹：1602型lcd顯示模塊具有體積小，功耗低，顯容

36、豐富等特點(diǎn)。 1602型lcd可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線d0d7和rs，r/w，en三個(gè)控制端口，工作電壓為5v，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。1. 外型尺寸：80x36x13（lxwxh）2.接口信號(hào)說明1602型lcd的接口信號(hào)說明如表1-11所示.編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1vss電源地9d2data i/o2vdd電源正極10d3data i/o3vl液晶顯示偏壓信號(hào)11d4data i/o4rs數(shù)據(jù)/命令選擇端（h/l）12d5data i/o5r/w讀寫選擇端（h/l）13d6data i/o6e使能信號(hào)14d7data i/o7d0data i/o15bla

37、背光源正極8d1data i/o16blk背光源負(fù)極3.主要技術(shù)參數(shù)1602型lcd的主要技術(shù)參數(shù)如下:顯示容量16x2個(gè)字符芯片工作電壓4.55.5v工作電流2.0ma（5.0v）模塊最佳工作電壓5.0v字符尺寸2.95x4.35(wxh)mm4基本操作程序讀狀態(tài)：輸入：rs=l，rw=h，e=h輸出：d0d7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù)：輸入：rs=h，rw=h，e=h輸出：無寫指令：輸入：rs=l，rw=l，d0d7=指令碼，e=高脈沖 輸出：d0d7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：rs=h，rw=l，d0d7=數(shù)據(jù)，e=高脈沖 輸出：無5ram地址映射圖控制器內(nèi)部帶有80字節(jié)的ram緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖11-3

38、所示lcd16字x2行000102030405060708090a0b0c0d0e0f10。27404142434445464748494a4b4c4d4e4f50。67 圖11-3對(duì)應(yīng)關(guān)系6狀態(tài)字說明sta7d7sta6d6sta5d5sta4d4sta3d3sta2d2sta1d1sta0d0sta0sta6當(dāng)前地址指針的數(shù)值sta7讀寫操作使能1：禁止；0：允許注意 每次對(duì)控制器進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測(cè)，確保sta7為0。7數(shù)據(jù)指針設(shè)置控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過它們?cè)L問內(nèi)部的全部80字的ram。指令碼功能80h+地址碼（027h，4067h）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針

39、8其它設(shè)置指令碼功能01h顯示清屏：1.數(shù)據(jù)指針清0 2.所有顯示清002h顯示回車:數(shù)據(jù)指針清09.初始化設(shè)置(1) 顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16x2顯示,5x7點(diǎn)陣,8位數(shù)據(jù)接口顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001dcbd=1開顯示；d=0關(guān)顯示c=1顯示光標(biāo)；c=0不顯示光標(biāo)b=1光標(biāo)閃爍；b=0光標(biāo)不顯示000001nsn=1當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1，且光標(biāo)加1n=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后的地址指針減1，且光標(biāo)減1s=1 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（n=1）或右移（n=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果s=0當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng)-2.3 ds1302

40、的結(jié)構(gòu)及工作原理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，它可以對(duì)年、月、日、周日、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)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。ds1302的引腳圖1. 引腳功能及結(jié)構(gòu) x1，x232768hz晶振引腳端；rst復(fù)位端；i/o數(shù)據(jù)輸入/輸出端

41、；sclk串行時(shí)鐘端；gnd地； vcc2，vcc1主電源與后備電源引腳端。ds1302的引腳排列,其中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。rst是復(fù)位/片選線，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。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

42、送手段。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。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在vcc2.5v之前，rst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。i/o為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。sclk始終是輸入端。2. ds1302的控制字節(jié)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ds1302中，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);位5至位1指示操作單元的地址;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

43、操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 3. 數(shù)據(jù)輸入輸出(i/o) 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。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位到高位7。 4 .ds1302的寄存器 ds1302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。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。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內(nèi)容。 ds1

44、302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；另一類為突發(fā)方式下的ram寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的ram的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為feh(寫)、ffh(讀)。三、軟件設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)方法本設(shè)計(jì)主要是從硬件方面出發(fā)，擴(kuò)展單片機(jī)的各種外圍電路開發(fā)而成的，軟件則一般是用戶根據(jù)自己的需求來編寫，本設(shè)計(jì)板上所用的芯片基本上都是數(shù)字芯片，所以只需要根據(jù)相應(yīng)芯片datasheet中的操作時(shí)序來編寫程序就可以了。第一步：明確所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，以及所要實(shí)現(xiàn)的功能。第二步：熟悉所要操作硬件的data

45、sheet, 看懂其時(shí)序操作圖。第三步：選擇自己編寫語言的種類和適當(dāng)?shù)能浖５谒牟剑赫砭帉懗绦虻乃悸凡嫵龀绦蛄鞒虉D。第五步：根據(jù)程序流程圖具體的編寫程序，編譯。第六步：調(diào)試，結(jié)束。3.2 設(shè)計(jì)實(shí)例這里以本開發(fā)板中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例，讓用戶熟悉下軟件設(shè)計(jì)的步驟。第一步：明確這里要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的程序。第二步：熟悉單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，搞懂芯片datasheet的操作時(shí)序。主要掌握以下幾個(gè)方面：1 主要技術(shù)參數(shù)2 接口信號(hào)說明3 控制器接口說明4 典型電路連接5 讀寫操作時(shí)序圖以及時(shí)序參數(shù)（如1602的讀寫操作時(shí)序圖：）讀寫操作時(shí)序圖第三步：這里用c語言編寫程序，用keil作為設(shè)計(jì)程序的軟件平臺(tái)。1

46、 先打開keil軟件 2. 新建項(xiàng)目并保存3.新建文件并保存4.將文件加入工程5打開文件可以直接編寫程序。第四步：畫出本程序的流程圖。第五步：編寫程序。第六步：調(diào)試好程序，結(jié)束。如圖，編譯無錯(cuò)，則可以將程序燒制到單片機(jī)中執(zhí)行了。3.3 原理圖和程序 本設(shè)計(jì)將用相關(guān)的應(yīng)用軟件（protel、keil和protues）把圖繪制并仿真出來，具體圖和程序如下：3.3.1原理圖 1.用protel軟件繪制圖：原理圖pcb板圖2.用仿真軟件演示：3.3.2程序ds1302.c#include #include lcd1602.h#include ds1302.hvoid delay1ms(unsigned

47、 int count)unsigned int i,j;for(i=0;icount;i+)for(j=0;j0; i-) ds1302_io = acc0; /相當(dāng)于匯編中的 rrc ds1302_clk = 1; ds1302_clk = 0; acc = acc 1; unsigned char ds1302outputbyte(void) /實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀取一字節(jié)(內(nèi)部函數(shù)) unsigned char i; for(i=8; i0; i-) acc = acc 1; /相當(dāng)于匯編中的 rrc acc7 = ds1302_io; ds1302_clk = 1; ds1302_clk = 0

48、; return(acc); void write1302(unsigned char ucaddr, unsigned char ucda)/ucaddr: ds1302地址, ucdata: 要寫的數(shù)據(jù) ds1302_rst = 0; ds1302_clk = 0; ds1302_rst = 1; ds1302inputbyte(ucaddr); / 地址，命令 ds1302inputbyte(ucda); / 寫1byte數(shù)據(jù) ds1302_clk = 1; ds1302_rst = 0; unsigned char read1302(unsigned char ucaddr)/讀取ds1302某地址的數(shù)據(jù) unsigned char ucdata; ds1302_rst = 0; ds1302_clk = 0; ds1302_rst = 1; ds1302inputbyte(ucaddr|0x01); / 地址，命令 ucdata = ds1302ou