基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

1、 計(jì)算機(jī)類設(shè)計(jì)報(bào)告電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)某某（陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院通信工程專業(yè)1202班，陜西 漢中 723000）指導(dǎo)教師：某某摘要 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝,至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子時(shí)鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。美國(guó)DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302。它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差小。對(duì)于電子時(shí)鐘采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。該電路采用AT89C51單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選

2、用35V電壓供電。綜上所述此電子時(shí)鐘具有讀取方便、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。關(guān)鍵詞 電子時(shí)鐘；DS1302；單片機(jī)The design of electronic clockZhang （Grade12,Class02,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000,Shaanxi）Tutor:

3、 Wu YanAbstract With the rapid development of science and technology, the passage of time, to now from the view of the sun, pendulum clock to electronic clock, human constantly research and innovation. DALLAS companies in the United States launched a trickling water can fine current charging low-pow

4、er real-time DS1302 clock circuit. It can be for the year, month, day, week, time, minutes and seconds, also have a leap year compensation and other functions, and long service life of DS1302, small error. For electronic clock using intuitive digital display, can display year, month, day, week, at t

5、he same time, minutes and seconds, and when the information such as temperature, but also has time calibration, and other functions. The circuit AT89C51 single chip microcomputer as the core, small power consumption, able to work under 3 v low voltage, voltage can choose 3 5 v voltage supply. To sum

6、 up the electronic clock has read convenient, direct display, functional diversity, simple circuit, low cost, and many other advantages, in line with the development trend of electronic instruments and meters, has a broad market prospect.Key words electronic calendar；DS1302；Single chip microcompu第 1

7、9 頁 共 19 頁1緒論1.1單片機(jī)的定義 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一個(gè)小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分單片機(jī)還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來，最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小、更容易集

8、成于復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣1。單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各種嵌入式系統(tǒng)中。可以毫不夸張地說:掌握單片機(jī)技術(shù)是電子信息類專業(yè)學(xué)生就業(yè)的一個(gè)重要條件。同時(shí)單片機(jī)技術(shù)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。只有我們不斷地通過實(shí)踐研究才能學(xué)習(xí)好單片機(jī)課程。1.2單片機(jī)分類按照單片機(jī)的類型，單片機(jī)有：（1）51系列單片機(jī)，為首推系列單片機(jī)。其中首推Intel公司的單片機(jī)4K字節(jié)的一次性程序存儲(chǔ)器（OTP）。（2）具有ISP功能的單片機(jī)，ISP功能基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘的

9、設(shè)計(jì)夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)可編程，可以省去通用的編程器，單片機(jī)在用戶板上即可下載和燒錄用戶程序，而無需將單片機(jī)從生產(chǎn)好的產(chǎn)品上取下。（3）PIC系列單片機(jī)，PIC單片機(jī)系列是美國(guó)微芯公司（Microship）的產(chǎn)品，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，具有精簡(jiǎn)的指令集。PIC系列單片機(jī)的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。（4）AVR單片機(jī)：AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)）其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。AVR型號(hào)的管腳，與對(duì)應(yīng)的51系列兼容。（5）AT89S52單片機(jī)：AT89S52是一種低功耗、性能高具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存

10、儲(chǔ)器，向下完全兼容51子系列1.3單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)是以工業(yè)測(cè)控對(duì)象、環(huán)境、接口特點(diǎn)出發(fā)向著增強(qiáng)控制功能，提高工業(yè)環(huán)境下的可靠性方向發(fā)展。主要特點(diǎn)如下：種類多，型號(hào)全提高性能，擴(kuò)大容量，性能價(jià)格比高增加控制功能，向真正意義上的“單片”機(jī)發(fā)展低功耗1.4單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)

11、域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域2，大致可分如下幾個(gè)范疇：在智能儀器儀表上的應(yīng)用在工業(yè)控制中的應(yīng)用在家用電器中的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用此外，單片機(jī)在金融，科研、教育航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。采用以上方案具有以下優(yōu)勢(shì):從經(jīng)濟(jì)性、可移植性、可推廣性角度講，建立這樣的課程設(shè)計(jì)平臺(tái)是非常有意義的;利用仿真系統(tǒng)，可以節(jié)約開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本，同時(shí)具有很大的靈

12、活性和可擴(kuò)展性。為了更好地學(xué)習(xí)單片機(jī)，我們采用Proteus軟件與Keil軟件整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。首先我們要在PC上利用Proteus軟件自己搭建硬件電路，并利用系統(tǒng)提供的功能完成電路分析、系統(tǒng)調(diào)試和輸出顯示的硬件設(shè)計(jì)部分;同時(shí)在Keil軟件中編制程序，進(jìn)行相應(yīng)的編譯和仿真，完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分。當(dāng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作完成后，就可以在PC上看到最終的運(yùn)行效果。最后再通過proteus設(shè)計(jì)PCB，再完成真正硬件的調(diào)試。1.5電子時(shí)鐘的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一方面是指為保障系統(tǒng)正常工作的基

13、準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢3；另一方面是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，一是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)。數(shù)字鐘能長(zhǎng)期、連續(xù)、可靠、穩(wěn)定地下作;同時(shí)還具有體積小，功耗低等特點(diǎn)，便于攜帶，使用方便。同時(shí)由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表.鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生話帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能，數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。使得電子時(shí)鐘廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭、車站、碼頭、辦公

14、室等場(chǎng)所的各個(gè)角落，已成為人們口常生話中不可缺少的必需品傳統(tǒng)的數(shù)字電子時(shí)鐘采用了較多的分立器元件，不僅占用了很大的空間而且利用率也比較低，隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的不斷提高，用傳統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很難滿足設(shè)計(jì)需求。美國(guó)DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302。它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差小。對(duì)于萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。單片機(jī)是集CPU RAM ROM 定時(shí)器計(jì)時(shí)器和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低

15、，功能強(qiáng)，它廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上，二51系列的單片機(jī)死各種單片機(jī)中最為典型和具有代表性的一種。該電路采用AT89C51單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用35V電壓供電。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1。電子萬年歷可以很好的取代時(shí)鐘，它既結(jié)合了時(shí)鐘的功能又帶有日期的顯示同時(shí)還有溫度的檢測(cè)，可以說集多功能在一身的電子設(shè)備。它符合了現(xiàn)代元素的氣息，具有與時(shí)俱進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)。今天隨著科技的不斷進(jìn)步電子萬年歷的制作也更加追求精益求精，人們擺脫了耗費(fèi)很多元件僅來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘顯示功能，為了避

16、免功能單一導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。隨著數(shù)字芯片的發(fā)展，電子萬年歷誕生了，它易于擴(kuò)展，可靠性好，集成度高，而且費(fèi)用低，功能更加多樣話，是一種高效能的產(chǎn)品。2.系統(tǒng)方案電子時(shí)鐘是一種時(shí)間顯示的工具，其功能如圖1.1所示，主要有以下四部分：（1）具有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能；（2）具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能；電子萬年歷的系統(tǒng)方案可以分為以下兩種方案：顯示時(shí)間和日期時(shí)間調(diào)整功能圖 2.1 電子萬年歷實(shí)現(xiàn)功能采用DS1302實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘源功能，采用LCD12864液晶屏實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的顯示功能。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)通過AT89S51單片機(jī)讀入并送入顯示屏?xí)r，通過按鍵檢測(cè)程序和中斷實(shí)現(xiàn)了年、月、日、星

17、期、時(shí)、分、秒的修改，時(shí)鐘芯片DS1302設(shè)定的初始時(shí)間為2015年11月16日星期二08時(shí)08分08秒。3.方案選型3.1方案一 單片機(jī)DS1302的使用非常方便，而且價(jià)格便宜而數(shù)碼管顯示的也很清楚，特別是顯示時(shí)間很直觀。但在制作過程中我們發(fā)現(xiàn)了這方案的一些問題。DS1302是不自帶電池，雖然可以通過外接紐扣電池來達(dá)到斷電走時(shí)繼續(xù)的目的，但在實(shí)際調(diào)試中會(huì)發(fā)現(xiàn)這是比較困難的。因?yàn)镈S1302上電需要復(fù)位，而復(fù)位就會(huì)把正確的走時(shí)清零。如果不復(fù)位，DS1302會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，如不走時(shí)、讀出亂碼等。要解決這個(gè)問題需要增加如2402等存儲(chǔ)器，上電后先存儲(chǔ)時(shí)間值，再復(fù)位。這么做無疑增加了電路設(shè)計(jì)和

18、軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。而使用數(shù)碼管顯示，雖然價(jià)格也便宜，顯示效果好，但多位的數(shù)碼管在動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)閃爍。如果少用幾位，用切換的方法查看日期，時(shí)間等信息又顯得麻煩。 3.2 方案二DS12C887時(shí)鐘芯片功能豐富價(jià)格適中，能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒以及時(shí)間模式轉(zhuǎn)換等的時(shí)間信息，芯片內(nèi)部增加了世紀(jì)存儲(chǔ)器，從而利用硬件電路解決了“千年”的問題。DS12C887時(shí)鐘芯片中還自帶有鋰電池，單片機(jī)掉電后時(shí)鐘芯片內(nèi)部的時(shí)間信息可以保持十年之久1602LCD液晶屏可以輸出2行，每行顯示16個(gè)字符。雖然1602LCD液晶屏較昂貴，但是該液晶屏顯示清晰且不會(huì)閃爍，由于液晶屏是數(shù)字式的，因此和單片機(jī)

19、系統(tǒng)的接口簡(jiǎn)單，操作方便。1602LCD液晶屏的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多，功耗較低。以上兩種元件的程序編寫簡(jiǎn)單，適用于多方面的應(yīng)用。現(xiàn)在主流的顯示模塊主要有兩種：LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描和12864液晶顯示屏。兩者比較而言，各有優(yōu)缺點(diǎn)。有兩種方案可供選擇。3.3方案三SD2068實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片功能更加豐富，它除了具備有DS12C887時(shí)鐘芯片的功能，另外還內(nèi)置時(shí)鐘精度數(shù)字調(diào)整功能，可以在很寬的范圍內(nèi)校正時(shí)鐘的偏差；內(nèi)置上電復(fù)位電路及指示位；內(nèi)置電源穩(wěn)壓內(nèi)部計(jì)時(shí)電壓可低至1.5V。該芯片為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，是在選用實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC時(shí)的理想選擇。但是該芯片是一款新型的

20、芯片，使用并不廣泛，操作不方便，可能會(huì)出現(xiàn)芯片不穩(wěn)定等的因素時(shí)鐘芯片是唯一的時(shí)鐘信號(hào)源，直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方法雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。另一種是采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。DS1302芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高位的RAM做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓2.5V5.5V范圍內(nèi)，2.5V時(shí)耗電小于300nA2。綜上所述，采用DS1302芯片作為時(shí)鐘信號(hào)源。3.4電路設(shè)計(jì)最終方案決定綜上各方案所述, 以STC89C51為主控芯片，

21、DS12C887為時(shí)鐘芯片，1602LCD液晶屏作為顯示器。程序控制DS12C887時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)小時(shí),分,秒和年,月,日的計(jì)時(shí)，并在1602LCD液晶屏上顯示出來。通過按鍵對(duì)12小時(shí)/24小時(shí)顯示模式切換。當(dāng)時(shí)間走到程序所設(shè)定的時(shí)間時(shí)，蜂鳴器響起，起到鬧鈴功能。當(dāng)要秒表計(jì)時(shí)時(shí)，可以通過按鍵切換來實(shí)現(xiàn)對(duì)此次作品的方案選定為采用AT89S51作為主控制芯片，DS1302提供時(shí)鐘信號(hào),LCD12864作為顯示。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.1電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)本電路系統(tǒng)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(shí)鐘電路由DS1302提供，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的

22、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，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?？僧a(chǎn)生年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，具有使用壽命長(zhǎng)，精度高和低功耗等特點(diǎn)3；顯示部份由12864液晶顯示屏構(gòu)成。其系統(tǒng)框圖如圖4.1所示，主要分為三個(gè)模塊。圖4.1系統(tǒng)框圖4.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖4.2所示, 單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖1-1所示：圖4.2 以STC89C51單片機(jī)為核心，選用12MHZ的晶振，由于晶振的頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快但考慮到單片機(jī)的運(yùn)行速度快會(huì)導(dǎo)致對(duì)存儲(chǔ)器的要求就會(huì)變高，因此12MHZ晶振為最佳選擇。外接電容的值雖然

23、沒有嚴(yán)格的要求，但是外接電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，因此我們選用30pF的電容作為起振電容。復(fù)位電路為按鍵高電平復(fù)位，當(dāng)按鍵按下，RES端為高電平，當(dāng)高電平持續(xù)4us的時(shí)間就可以使單片機(jī)復(fù)位4.2.2電源供電電路設(shè)計(jì)電源供電電路如下圖4.3如圖4.3所示為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VCC1+0.2V時(shí)，VCC2給DS1302供電5。4.2.3時(shí)鐘芯片電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片電路設(shè)計(jì)如下圖4.4圖 4.4 我們采用D

24、S12C887時(shí)鐘芯片定時(shí)及計(jì)時(shí)功能，DS12C887時(shí)鐘芯片共需要13條信號(hào)線。GND、VCC：直流電源，其中VCC接+5V輸入，GND接地，當(dāng)VCC輸入為+5V時(shí)，用戶可以訪問DS12C887內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)，并可對(duì)其進(jìn)行讀、寫操作；當(dāng)VCC的輸入小于+4.25V時(shí)，禁止用戶對(duì)內(nèi)部RAM進(jìn)行讀、寫操作，此時(shí)用戶不能正確獲取芯片內(nèi)的時(shí)間信息；當(dāng)VCC的輸入小于+3V時(shí)，DS12C887會(huì)自動(dòng)將電源發(fā)換到內(nèi)部自帶的鋰電池上，以保證內(nèi)部的電路能夠正常工作MOT：模式選擇腳。SQW：方波輸出腳，當(dāng)供電電壓VCC大于4.25V時(shí)，SQW腳可進(jìn)行方波輸出。AD0AD7：復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線，該總線采用分時(shí)

25、復(fù)用技術(shù)，在總線周期的前半部分，出現(xiàn)在AD0AD7上的是地址信息，可用以選通DS12C887內(nèi)的RAM，總線周期的后半部分出現(xiàn)在AD0AD7上的數(shù)據(jù)信息AS：地址選通輸入腳。DS/RD：數(shù)據(jù)選擇或讀輸入腳，該引腳有兩種工作模式，當(dāng)MOT接VCC時(shí)，選用Motorola工作式在這種工作模式中，每個(gè)總線周期的后一部分的DS為高電平在讀操作中，DS的上沿使DS12C887將內(nèi)部數(shù)據(jù)送往總線AD0AD7上，以供外部讀取在寫操作中，DS的下降沿將使總線AD0AD7上的數(shù)據(jù)鎖存在DS12C中。當(dāng)MOT接GND 時(shí)，選用Intel工作模式，在該模式中，該引腳是讀允許輸入腳R/W：讀寫輸入端，該管腳也有2種工

26、作模式，當(dāng)MOT接VCC時(shí)，R/W工作在Motorola模式CS：片選輸入，低電平有效IRQ：中斷請(qǐng)求輸入，低電平有效，該腳有效對(duì)DS12C887內(nèi)的時(shí)鐘、日歷和RAM中的內(nèi)容沒有任何影響，僅內(nèi)部的控制寄存器有影響，在典型的應(yīng)用中，RESET.5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)

27、行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。本次設(shè)計(jì)，軟件采用Keil進(jìn)行軟件的編寫。5.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)結(jié)合設(shè)計(jì)的硬件配置，對(duì)實(shí)現(xiàn)電子萬年歷的整個(gè)流程做了統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，如圖4.5所示為系統(tǒng)總流程圖。它分為讀、寫日期、時(shí)間和溫度部分，顯示子程序。通過DS1302提供的時(shí)鐘源，可以精準(zhǔn)的顯示日期和時(shí)間6。開始初始化讀、寫日期、時(shí)間和溫度分離日期時(shí)間溫度顯示值顯示子程序日期、時(shí)間修改子程序返回圖 4.5 主程序流程圖5.2

28、 子程序的設(shè)計(jì)有了系統(tǒng)總流程圖以后，接下來就是DS1302時(shí)鐘程序，跟系統(tǒng)一樣首先也要進(jìn)行初始化，然后把數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示，若此時(shí)需要時(shí)間修改要將數(shù)據(jù)送入時(shí)鐘芯片7。時(shí)鐘流程圖如圖4.2所示。當(dāng)中斷開啟，通過讀取時(shí)鐘芯片DS1302的時(shí)間，將數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示12864中，并最終顯示時(shí)間和日期。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，看是否修改時(shí)間，并通過相應(yīng)的按鍵選擇要修改的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。通過加和減按鍵來修改響應(yīng)的時(shí)間，并送入時(shí)鐘芯片，在送入液晶顯示時(shí)間。時(shí)鐘芯片DS1302設(shè)定的初始時(shí)間為2015年9月22日星期二08時(shí)08分08秒。開始初始化開中斷讀時(shí)鐘芯片送顯示設(shè)置按鍵是否按下是否修改當(dāng)前時(shí)間

29、送時(shí)鐘芯片YNYN圖5.1 時(shí)鐘流程圖通過檢測(cè)是否有按鍵按下，調(diào)整日期和時(shí)間，其程序流程圖如圖4.3所示。當(dāng)檢測(cè)有年的按鍵按下時(shí)，通過加減按鍵來整年份，當(dāng)有月的按鍵按下時(shí)，等待加減按鍵的按下，來調(diào)整月。當(dāng)日控制鍵有效的時(shí)候，檢測(cè)加減按鍵的按下來調(diào)整日期。同理，當(dāng)相應(yīng)的控制鍵有效的時(shí)候，通過檢測(cè)加鍵和減鍵的有效來達(dá)到調(diào)整日期的目的。開始控制鍵有效，進(jìn)入年調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效減鍵有效年 加 1年 減 1控制鍵有效，進(jìn)入月調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效減鍵有效月 加 1月 減 1控制鍵有效，進(jìn)入日調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效減鍵有效日 加 1日 減 1控制鍵有效，進(jìn)入星期調(diào)整程序等待按鍵程序加

30、鍵有效減鍵有效星期 加 1星期 減 1控制鍵有效，進(jìn)入時(shí)調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效減鍵有效時(shí) 加 1時(shí) 減 1控制鍵有效，進(jìn)入分調(diào)整程序等待按鍵程序加鍵有效減鍵有效分 加 1分 減 1按鍵有效，跳出時(shí)間調(diào)整程序，進(jìn)入主程序循環(huán)圖 5.2. 時(shí)間調(diào)整程序流程圖6系統(tǒng)的仿真測(cè)試Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片

31、機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。電子萬年歷是多功能的數(shù)字型，可以看當(dāng)前日期,時(shí)間，

32、還有溫度的儀器。電子成年歷功能很多，所以對(duì)于它的程序也較為復(fù)雜,所以在編寫程序和調(diào)試時(shí)出現(xiàn)了相對(duì)較多的問題。最后經(jīng)過多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件，其仿真如圖5.1所示。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題如下：圖6.1 仿真測(cè)試1.燒入程序后，12864液晶屏不顯示解決：在下載12864液晶測(cè)試程序后，液晶屏幕也沒有顯示，由此確定是硬件的問題，最后檢查出是單片機(jī)P0口沒有接上拉電阻。導(dǎo)致P0口數(shù)據(jù)沒有讀出，最后加上上拉電阻后，屏幕顯示正確，達(dá)到預(yù)期效果。2.加入溫度的程序后，進(jìn)行修改時(shí)間、日期時(shí)屏幕上沒有動(dòng)態(tài)變化。解決：由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個(gè)口線傳輸，

33、在處理采集的模擬信號(hào)時(shí)需要一定的時(shí)間，當(dāng)把萬年歷的程序相接入時(shí)，會(huì)對(duì)延時(shí)有很大的影響。所以在調(diào)用溫度子程序時(shí)，先關(guān)閉定時(shí)器1中斷允許，在溫度子程序反回時(shí)再打開定時(shí)器1中斷允許，最終解決了此問題。7總結(jié)通過本次電子課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)我充分的掌握了51單片機(jī)的運(yùn)用，將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合，既考查了我們對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，也反映了實(shí)際動(dòng)手能力，更主要的是考查了我們對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維能力，為今后的發(fā)展提供了一次良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。針對(duì)課設(shè)題目電子萬年歷，一開始還沒有頭緒，不會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，但通過上網(wǎng)查閱各種類似的設(shè)計(jì)，去圖書館翻閱相關(guān)設(shè)計(jì)書籍，查閱所提供的芯片功能，確定基本設(shè)計(jì)方案，

34、又通過仿真驗(yàn)證試驗(yàn)方案的可實(shí)行性，雖說比較煩雜但卻對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)電路有了基本的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也使自己認(rèn)識(shí)到，設(shè)計(jì)思路是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂拿下每個(gè)課題能有一個(gè)非常清晰的設(shè)計(jì)思路是至關(guān)重要的。雖然在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題，但我們最后都通過查資料一一解決了。在實(shí)驗(yàn)過程中只有對(duì)課程的充分理解，對(duì)各種器件的熟練掌握，勾畫出基本的設(shè)計(jì)圖是成功的關(guān)鍵，必須多花時(shí)間在設(shè)計(jì)上才能為后續(xù)工作提供更扎實(shí)的基礎(chǔ)。翻閱各種資料，上網(wǎng)查詢填補(bǔ)所需知識(shí)的空白是必要的。特別是編寫軟件程序時(shí)，有時(shí)候可能是一個(gè)分號(hào)缺漏，就有可能找不到錯(cuò)誤的原因。通過本次課程設(shè)計(jì)，我掌握到了，程序的編寫必須要積累日常中所犯的錯(cuò)誤，這樣面對(duì)錯(cuò)誤時(shí)，才會(huì)思路不

35、亂。而我們?nèi)狈Φ木褪清憻?，要?jīng)常動(dòng)腦思考，動(dòng)手練習(xí)才能寫出程序。參考文獻(xiàn)1劉和平.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2楊振江，杜鐵軍，李群.流行單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2002:101 -106.3肖炎根，舒望.基于實(shí)時(shí)鐘芯片的電子萬年歷設(shè)計(jì)J.電子技術(shù)，2007:88 -92.4魯剛強(qiáng).基于液晶顯示器的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.科技資訊，2008:44-47.5謝宜仁.單片機(jī)硬件接口電路及實(shí)例解析M.電子工業(yè)出版社，2009:56-57.6姚德法，張洪林.串行時(shí)鐘芯片 DS1302的原理與使用J.信息技術(shù)與信息化,2006:1-5.7李偉躍.基于時(shí)鐘芯

36、片DS1302的萬年歷設(shè)計(jì)J.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)2012:7-8.附 錄 A電路原理圖：圖A1附 錄 B主程序：#include ds18b20.h#include 12864.h#include 1302.h#include key.h#include zifu.hbit flagg=0;uchar ip;void main() uchar i; systemtime realtime; choose12864(2); init12864(); clear12864(); play8(0,0,0,shu2); play8(0,1,0,shu0); play16(0,4,0,nian); play16(1,0,0,yue); play16(1,4,0,ri); play16(0,2,1,shi); play16(0,6,1,fen); play16(1,2,1,miao); play16(1,0,2,xing); play16(1,2,2,qi); vertical(3,63,63); vertical(3,63,62); vertical(3,63,58); vertical(3,63,57); for(i=0;i7;i+) dot(57+i,3);dot(57+i,63); for(i=0;i12;i+) dot(59,8+5*i); for(i=0;i7;i+