電子萬年歷畢業(yè)設(shè)計(jì)(基于AT89C51單片機(jī)和DS1302時(shí)鐘芯片)

1、鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：電子時(shí)鐘學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專    業(yè)：電氣自動(dòng)化  班    級(jí)： 2009級(jí)01班 學(xué)生姓名：       賈貫可 學(xué)    號(hào)： 0902511005 指導(dǎo)教師： 司新生       2011年10月 18 日目 錄 摘要 .3緒論 .5第1章 設(shè)計(jì)要求與方案論證.71.1 引言.71.2 功能要求.71.3方案論證.7第2章

2、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .112.1 電路設(shè)計(jì).112.2 系統(tǒng)硬件概述.152.3主要單元電路的設(shè)計(jì).15第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).223.1程序設(shè)計(jì).223.2程序設(shè)計(jì)流程圖.22第4章 結(jié)束語.24附錄一（電路原理圖） . 附錄二（程序清單）.27摘要隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人類得知時(shí)間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測(cè)時(shí)間，能夠了解與人類密切相關(guān)的信息，比如星期、日期等，電子時(shí)鐘誕生了，它集時(shí)間、日期、星期等功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔等諸多優(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。該電子時(shí)鐘主要采用STC89C52RC單片機(jī)作為主控核

3、心，由DS1302時(shí)鐘芯片提供時(shí)鐘、LED動(dòng)態(tài)掃描顯示屏顯示。STC89C52RC單片機(jī)是由Atmel公司推出的，功耗小，電壓可選用46V電壓供電；DS1302時(shí)鐘芯片是美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電功能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，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，誤差??；數(shù)字顯示是采用的LED顯示屏來顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒和溫度等信息。此外，該電子時(shí)鐘還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。關(guān)鍵詞：時(shí)鐘電路； 時(shí)鐘芯片DS1302；LED動(dòng)態(tài)掃描； 單片機(jī)STC89C52RC；緒論 隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)

4、奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來越多。二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子時(shí)鐘，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí)，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時(shí)精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時(shí)月差從分級(jí)縮小到秒級(jí)。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期的顯示功能，它更符合消費(fèi)者

5、的生活需求！因此，電子時(shí)鐘的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步我國生產(chǎn)的電子時(shí)鐘有很多種，總體上來說以研究多功能電子時(shí)鐘為主，使萬年歷除了原有的顯示時(shí)間，日期等基本功能外，還具有鬧鈴，報(bào)警等功能。商家生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量，價(jià)格，實(shí)用上考慮，不斷的改進(jìn)電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，使其更加的具有市場(chǎng)。本設(shè)計(jì)為軟件，硬件相結(jié)合的一組設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)硬件部分有相關(guān)了解，這樣有助于對(duì)設(shè)計(jì)題目的更深了解，有助于軟件設(shè)計(jì)?；镜囊私庖恍┲饕骷幕竟δ芎妥饔?。除了采用集成化的時(shí)鐘芯片外，還有采用MCU的方案，利用STC89系列單片微機(jī)制成電子電路，采用軟件和硬件結(jié)合的方法，控制LED數(shù)碼管輸出，分別

6、用來顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，其最大特點(diǎn)是:硬件電路簡單，安裝方便易于實(shí)現(xiàn)，軟件設(shè)計(jì)獨(dú)特,可靠。STC89C52RC是由ATMEL公司推出的一種小型單片機(jī)。95年出現(xiàn)在中國市場(chǎng)。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，可以很快被中國廣大用戶接受。 本文介紹了基于STC89C52RC單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘。首先我們?cè)诰w論中簡單介紹了單片機(jī)的發(fā)展與其在中低端領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)以及課題的開發(fā)意義；接著介紹了STC89C52RC單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和本畢業(yè)設(shè)計(jì)所要外擴(kuò)的LED顯示及其驅(qū)動(dòng)方法，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘基本電路的設(shè)計(jì)；然后使用單片機(jī)C語言進(jìn)行時(shí)鐘程序

7、的設(shè)計(jì)，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，使得邏輯關(guān)系簡單明了，維護(hù)方便。 第1章 設(shè)計(jì)要求與方案論證1.1 引言 本文提出了一種基于STC89C52RC單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案，本方案以STC89C52RC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，綜上所述此電子時(shí)鐘具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、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。1.2功能要求本電子時(shí)鐘能動(dòng)態(tài)顯示年、月、日、星期、小時(shí)、分鐘、秒1.3方案論證1.3.1

8、 技術(shù)可行性 隨著國內(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

9、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。單片機(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)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)模的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。 3、由于構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，相當(dāng)多的測(cè)、控功能由軟件實(shí)現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。4、有優(yōu)異的性能、價(jià)格比。1.3

10、.2 單片機(jī)的選擇方案一：采用傳統(tǒng)的STC89C52RC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。方案二：采用FTC10F04單片機(jī)，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：8KB Flash ROM，可以擦除1000次以上，數(shù)據(jù)保存10年。由于本系統(tǒng)對(duì)CPU運(yùn)算速度要求很高，需要執(zhí)行很復(fù)雜的運(yùn)算，方案一成本比較低，適合做設(shè)計(jì)，方案二運(yùn)算速度高，性能好，所以兩種方案都有可取之處。選用方案一

11、作為主方案，方案二作為備用方案。1.3.3 顯示模塊的選擇 方案一：使用液晶顯示屏顯示時(shí)間數(shù)字。 液晶顯示屏（LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號(hào)，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。在使用時(shí)，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶的顯示芯片，不易維護(hù)。方案二：使用傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示。 數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度比較高，稱重輕，精

12、確可靠，操作簡單。數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 根據(jù)以上的論述，采用方案二。在本系統(tǒng)中，我們采用了八段四位一體數(shù)碼管串口的動(dòng)態(tài)顯示。1.3.4 鍵盤模塊的選擇在對(duì)日期和時(shí)間進(jìn)行切換，對(duì)日期和時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)過程中，系統(tǒng)需要產(chǎn)生激勵(lì)電流，因此需要用按鍵。 方案一：使用獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。 方案二：使用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點(diǎn)是簡單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合。 根據(jù)以上的論述，因本系統(tǒng)需

13、要的按鍵不多，日期加1鍵，月數(shù)加1鍵，年數(shù)加1鍵，分?jǐn)?shù)加1鍵，時(shí)數(shù)加1鍵，時(shí)間/日期切換鍵，要求簡單。所以采用方案一獨(dú)立式鍵盤。1.3.5總體方案論證與選擇按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)控模塊、及顯示模塊和鍵盤接口模塊共4個(gè)模塊組成。主控芯片使用51系列STC89C52RC單片機(jī)，時(shí)鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302。采用DS1302作為計(jì)時(shí)芯片，可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備電源（2.55.5V電源，再2.5V時(shí)耗電小于300nA），而且DS1302可以編程選擇多種充電電流來為后備電源進(jìn)行

14、慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。顯示模塊采用普通的共陽極四位一體八段LED數(shù)碼管。第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.2系統(tǒng)硬件概述2.2.1 主控制器STC89C52RC STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘、機(jī)器周期和6時(shí)鐘、機(jī)器周期可以任意選擇。 主要特性如下： 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘、機(jī)器周期和12時(shí)鐘、機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。 工作電壓：5.5V3.3V 工作頻率范圍：044MHz。 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié) 片上集成512字節(jié)RAM 通用I/O口32個(gè)，

15、復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上位，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。 ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP（再應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RXD/P3.0,TXD/P3.1 ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。 具有EEPROM功能 具有看門狗功能 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。及定時(shí)器T0、T1、T2 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 通用異步串行口（UART）,還可用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART 工作溫度范圍:-40+85度（工業(yè)級(jí)）

16、/075度（商業(yè)級(jí)） PDIP封裝2.2.2時(shí)鐘電路DS1302 DS1302的性能特性: 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； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位RAM； 最少引腳的串行I/O； 2.55.5V電壓工作范圍； 2.5V時(shí)耗小于300nA； 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； 簡單的三線接口； 可選的慢速充電（至Vcc1）的能力。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

17、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Vcc2.5V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。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51（A4A0）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

18、讀操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入/輸出。為了提高對(duì)32個(gè)地址尋址能力（地址/命令位15=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931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。表2.1 DS1302控制字 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

19、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。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）,停止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。 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（2023h）。 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。2.3主要單元電路的設(shè)計(jì)2.3.1顯示電路顯示部分采用

20、普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動(dòng)態(tài)掃描，以減少硬件電路。年月日、時(shí)分秒、報(bào)警共需要24位數(shù)碼顯示，用8位數(shù)碼管以按鍵切換的方式來顯示。考慮到一次掃描24位數(shù)碼管顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)閃爍情況，故采用動(dòng)態(tài)掃描，可將數(shù)碼管數(shù)量減少至8位，顯示時(shí)采用串行口輸出段碼。 2.3.2鍵盤接口鍵盤在單片機(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，鍵盤是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。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

21、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MCS51型單片機(jī)的接口。2.3.2.1按鍵開關(guān)去抖動(dòng)問題按鍵開關(guān)在電路中的連接如圖所示。按鍵未按下時(shí)，A點(diǎn)電位為高電平5V；按鍵按下時(shí)，A點(diǎn)電位為低電平。A點(diǎn)電位就用于向CPU傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機(jī)械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時(shí)，觸點(diǎn)在閉合和斷開瞬間還會(huì)接觸不穩(wěn)定，引起A點(diǎn)電平不穩(wěn)定，如圖2-11b所示，鍵盤的抖動(dòng)時(shí)間一般為510ms，抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)引起CPU對(duì)一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此必須設(shè)法消除抖動(dòng)的不良后果。圖2.3

22、 鍵操作和鍵抖動(dòng)消除抖動(dòng)的不良后果的方法有硬、軟件兩種。為了節(jié)省硬件，通常在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動(dòng)，而是用軟件消除抖動(dòng)的方法。根據(jù)抖動(dòng)特性，在第一次檢測(cè)到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時(shí)510ms讓前延抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給510ms的延時(shí)，待后延抖動(dòng)消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。2.3.2.2查詢式按鍵及其接口按照鍵盤與CPU的連接方式可以分為查詢按鍵和矩陣式鍵盤。查詢式按鍵是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線上按鍵的工作狀態(tài)。查詢式按鍵電路配

23、置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場(chǎng)合。2.3.2.3矩陣式鍵盤及其接口矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有n個(gè)行線和m個(gè)列線，經(jīng)限流電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上，n×m行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成mn個(gè)按鍵，組成一個(gè)鍵盤。與獨(dú)立式按鍵相比，mn個(gè)按鍵只占用m+n根I/O口線，因此適用于按鍵較多的場(chǎng)合。當(dāng)無鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的I/O之間開路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連接的兩條I/O口線之間短路。判斷有無鍵按下的方法是：第一步，置列線相關(guān)I/O口為輸入態(tài)，從行線相對(duì)應(yīng)的I/O口輸出低電平，

24、讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，置行線相關(guān)I/O口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。2.3.2.4鍵盤掃描控制方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分，CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入輸出操作，因此鍵盤處理工作既不能占用CPU太多時(shí)間，又需要CPU對(duì)鍵盤操作及時(shí)作出響應(yīng)。CPU對(duì)鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種：1. 程序控制掃描方式程序控

25、制掃描方式是在CPU工作空余，調(diào)用鍵盤掃描子程序，響應(yīng)鍵輸入信號(hào)要求。2. 定時(shí)控制掃描方式定時(shí)控制掃描方式是利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器每隔一段時(shí)間產(chǎn)生定時(shí)中斷，CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵閉合時(shí)轉(zhuǎn)入該鍵的功能子程序。3. 中斷控制掃描方式中斷控制掃描方式是利用外部中斷源，響應(yīng)輸入信號(hào)。當(dāng)無按鍵按下時(shí)，CPU執(zhí)行正常工作程序。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，CPU立即產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)子程序中掃描鍵盤，判斷是哪一個(gè)鍵被按下，然后執(zhí)行該鍵的功能子程序。這種控制方式克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入的缺點(diǎn)，既能及時(shí)處理鍵輸入，又能提高CPU運(yùn)行效率，但要占用一個(gè)寶貴的中斷資源。圖即工作于

26、中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路。在初始化時(shí)P1.4P1.7置輸出0，P1.0P1.3置為輸入態(tài)，P1.0P1.3分別接至與門各輸入端。當(dāng)有鍵閉合時(shí)=0，CPU中斷后，在中斷服務(wù)子程序中，再完成鍵識(shí)別和鍵功能處理。 圖2.4 工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路2.3.3時(shí)鐘電路2.3.3.1 DS1302工作方式簡介及數(shù)據(jù)操作原理DS1302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)償功能, 工作電壓寬達(dá)2.55.5V。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)33x8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1

27、302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。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，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)。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

28、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)Vcc2Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。 圖2.5 DS1302DS1302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)

29、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Vcc2.5V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。DS1302的控制字如圖所示?？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51（A4A0）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。為了提高對(duì)32個(gè)地

30、址尋址能力（地址/命令位15=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931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。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。表2.3 DS1

31、302控制字 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）,停止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。 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（2023h）。 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。第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（3.1 程序設(shè)計(jì)）電子時(shí)鐘的程序主要包括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)

32、行計(jì)數(shù)，二是利用按鍵進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，三是單片機(jī)中讀取DS1302中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示時(shí)間。STC89C52RC單片機(jī)主要I/O口的分配:P10、P11、P12分別接時(shí)鐘芯片的SCLK、I/O、RST引腳,P13、P14、P15、P16接四個(gè)獨(dú)立按鍵。主程序流程圖時(shí)間調(diào)整程序流程圖第4章 結(jié)束語2010年3月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時(shí)至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了一個(gè)多月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收

33、獲。當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。我不會(huì)忘記這難忘的幾個(gè)月的時(shí)間。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對(duì)無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時(shí)的激動(dòng)和興奮；親手用protel 99設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)間里，記憶最深的是每一步小小思路實(shí)現(xiàn)時(shí)那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實(shí)則蘊(yùn)藏著無盡的寶藏。我

34、從資料的收集中，掌握了很多單片機(jī)及其接口應(yīng)用的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過的知識(shí)有所鞏固和提高，并且讓我對(duì)當(dāng)今單片機(jī)的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在整個(gè)過程中，我學(xué)到了新知識(shí)，增長了見識(shí)。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在此更要感謝

35、我的指導(dǎo)老師和專業(yè)老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在此我要向司老師致以最衷心的感謝和敬意。程序/main.c/#include<reg51.h>#define uint unsigned int#include"ds1302.h"#include"key.h"#include"bell.h"sbit k4=P13;char k=0;char shi,fen,miao,nian,yue,ri;char baojingshi=0x00,baojingfen=0x06,baojingmiao=0x00;

36、void sjdisplay();void rqdisplay();void baojingdisplay();void delay(uint ms);void display(char shu,char wei);char table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;void main() ds1302_write(0x80,0x55);ds1302_write(0x82,0x45);ds1302_write(0x84,0x00); ds1302_write(0x8

37、c,0x11);ds1302_write(0x88,0x10);ds1302_write(0x86,0x07); while(1) if(k4=0) delay(5); if(k4=0) while(k4=0); k+; if(k=3) k=0; if(k=0)sjdisplay(); if(k=1) rqdisplay(); if(k=2) baojingdisplay(); if(shi=baojingshi)&&(fen=baojingfen)&(miao=baojingmiao)didi(10);key();void sjdisplay() shi=ds1302

38、_read(0x85);/hourfen=ds1302_read(0x83);/minitesmiao=ds1302_read(0x81);/seconddisplay(shi>>4)&0x07,0);display(shi&0x0f,1);display(fen>>4)&0x07,3);display(fen&0x0f,4);display(miao>>4)&0x07,6);display(miao&0x0f,7);void rqdisplay() nian=ds1302_read(0x8d);/nian y

39、ue=ds1302_read(0x89);/yue ri=ds1302_read(0x87);/ri display(nian>>4)&0x07,0); display(nian&0x0f,1); display(yue>>4)&0x07,3); display(yue&0x0f,4); display(ri>>4)&0x07,6);/0000 0111 display(ri&0x0f,7);void baojingdisplay() display(baojingshi>>4)&0x07,

40、0); display(baojingshi&0x0f,1); display(baojingfen>>4)&0x07,3); display(baojingfen&0x0f,4); display(baojingmiao>>4)&0x07,6); display(baojingmiao&0x0f,7);void delay(uint ms)uint i,j;for(i=ms;i>0;i-)for(j=124;j>0;j-);void display(char shu,char wei)P0=tableshu;P2=(

41、1<<wei);delay(3);P2=0xff;/main.c/ / Ds1302.c/#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rst=P12;sbit dat=P11;sbit clk=P10;void ds1302_write(char comm,char dat1)char temp,t;rst=0;clk=0;rst=1;temp=comm;for(t=0;t<8;t+)if(temp&0x01)dat=1;else dat=0;clk=1

42、;temp=(temp>>1);clk=0;temp=dat1;for(t=0;t<8;t+)if(temp&0x01)=1)/0000 0001dat=1;else dat=0;clk=1;temp=temp>>1;clk=0;rst=0;uchar ds1302_read(char comm)char temp,t;rst=0;clk=0;rst=1;temp=comm;for(t=0;t<8;t+)if(temp&0x01)dat=1;else dat=0;clk=1;temp=temp>>1;clk=0;temp=0;/0

43、0000000 for(t=0;t<8;t+)temp=temp>>1;if(dat=1)temp=temp|0x80;else temp=temp&0x7f;clk=1;clk=0;rst=0;return temp;/Ds1302.c/Key.c/#include<reg51.h>#define char signed char#define uint unsigned intsbit mode=P14;sbit add=P15;sbit sub=P16;char mod=0;extern void delay(uint ms);extern char

44、 shi,fen,nian,yue,ri;extern char baojingshi,baojingfen;extern char ds1302_read(char);extern void ds1302_write(char,char);void key()shi=ds1302_read(0x85);fen=ds1302_read(0x83);if(mode=0)delay(5);if(mode=0)while(mode=0);mod+;if(mod=8)mod=0;if(add=0)delay(5);if(add=0)while(add=0);if(mod=1)shi=(shi>&

45、gt;4)&0x03)*10+(shi&0x0f)+1;if(shi=24)shi=0;ds1302_write(0x84,(shi/10)<<4)+(shi%10)&0x0f);/hourelse if(mod=2)fen=(fen>>4)&0x07)*10+(fen&0x0f)+1;if(fen=60)fen=0;ds1302_write(0x82,(fen/10)<<4)+(fen%10)&0x0f); else if(mod=3) nian=(nian>>4)&0x0f)*10+(n

46、ian&0x0f)+1;if(nian=99)nian=1;ds1302_write(0x8c,(nian/10)<<4)+(nian%10)&0x0f); else if(mod=4) yue=(yue>>4)&0x01)*10+(yue&0x0f)+1;if(yue=13)yue=1;ds1302_write(0x88,(yue/10)<<4)+(yue%10)&0x0f); else if(mod=5) if(yue=1)|(yue=3)|(yue=5)|(yue=7)|(yue=8)|(yue=10)|(yue

47、=12) ri=(ri>>4)&0x03)*10+(ri&0x0f)+1; if(ri>=32) ri=1; if(yue=4)|(yue=6)|(yue=9)|(yue=11) ri=(ri>>4)&0x03)*10+(ri&0x0f)+1; if(ri>=31) ri=1; if(yue=2) ri=(ri>>4)&0x03)*10+(ri&0x0f)+1; if(ri>=29) ri=1; ds1302_write(0x86,(ri/10)<<4)+(ri%10)&0

48、x0f); else if(mod=6) baojingshi=(baojingshi>>4)&0x01)*10+(baojingshi&0x0f)+1;if(baojingshi=24)baojingshi=0;ds1302_write(0x88,(baojingshi/10)<<4)+(baojingshi%10)&0x0f); else if(mod=7) baojingfen=(baojingfen>>4)&0x01)*10+(baojingfen&0x0f)+1;if(baojingfen=60)baojingfen=0;ds1302_write(0x88,(baojingfen/10)<<4)+(baojingfen%10)&0x0f); if(sub=0)delay(5