基于單片機的萬年歷畢業(yè)設(shè)計開題報告

基于單片機的萬年歷畢業(yè)設(shè)計開題報告

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告

題目基于單片機控制的電子萬年歷的設(shè)計

學(xué)生姓名葉慶

學(xué)號088202140

系別信息工程系專業(yè)自動化

屆別2012屆

指導(dǎo)教師李軍華

填表日期20xx年5月20日

第二篇：電子萬年歷畢業(yè)設(shè)計(基于AT89C51單片機和DS1302時鐘芯片)18000字

鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院

畢業(yè)設(shè)計論文

論文題目：電子時鐘

學(xué)院：機電工程學(xué)院專業(yè)：電氣自動化

班級：學(xué)生姓名：賈貫可學(xué)號：0902511005指導(dǎo)教師：

20xx年10月18日

摘要….…………………….……………3緒論…….….……………….……………5

第1章設(shè)計要求與方案論證…….………….………………7

1.1引言…….……………….……………7

1.2功能要求.…………..……………….………………7

1.3方案論證…….………..………………7目錄

第2章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計…….…………….………………11

2.1電路設(shè)計…….………….…………11

2.2系統(tǒng)硬件概述…….……………15

2.3主要單元電路的設(shè)計…….………15

第3章系統(tǒng)的軟件設(shè)計…….………………….……………22

3.1程序設(shè)計…….……………………22

3.2程序設(shè)計流程圖…….……………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、科技的發(fā)展，人類得知時間，從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測時間，能夠了解與人類密切相關(guān)的信息，比如星期、日期等，電子時鐘誕生了，它集時間、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，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。

該電子時鐘主要采用STC89C52RC單片機作為主控核心，由DS1302時鐘芯片提供時鐘、LED動態(tài)掃描顯示屏顯示。STC89C52RC單片機是由Atmel公司推出的，功耗小，電壓可選用4～6V電壓供電；DS1302時鐘芯片是美國DALLAS公司推出的具有涓細電流充電功能的低功耗實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?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，可以同時顯示年、月、日、星期、時、分、秒和溫度等信息。此外，該電子時鐘還具有時間校準等功能。

關(guān)鍵詞：時鐘電路；時鐘芯片DS1302；LED動態(tài)掃描；單片機

STC89C52RC；

緒論

隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對時間的要求越來越高，精準數(shù)字計時的消費需求也是越來越多。

二十一世紀的今天，最具代表性的計時產(chǎn)品就是電子時鐘，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，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。第三次革命就是單片機數(shù)碼計時技術(shù)的應(yīng)用，使計時產(chǎn)品的走時日差從分級縮小到1/600萬秒，從原有傳統(tǒng)指針計時的方式發(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，并增加了全自動日期、星期的顯示功能，它更符合消費者的生活需求！因此，電子時鐘的出現(xiàn)帶來了鐘表計時業(yè)界跨躍性的進步……

我國生產(chǎn)的電子時鐘有很多種，總體上來說以研究多功能電子時鐘為主，使萬年歷除了原有的顯示時間，日期等基本功能外，還具有鬧鈴，報警等功能。商家生產(chǎn)的電子萬年歷更從質(zhì)量，價格，實用上考慮，不斷的改進電子時鐘的設(shè)計，使其更加的具有市場。

本設(shè)計為軟件，硬件相結(jié)合的一組設(shè)計。在軟件設(shè)計過程中，應(yīng)對硬件部分有相關(guān)了解，這樣有助于對設(shè)計題目的更深了解，有助于軟件設(shè)計?；镜囊私庖恍┲饕骷幕竟δ芎妥饔?。

除了采用集成化的時鐘芯片外，還有采用MCU的方案，利用STC89系列單片微機制成電子電路，采用軟件和硬件結(jié)合的方法，控制LED數(shù)碼管輸出，分別用來顯示年、月、日、時、分、秒，其最大特點是:硬件電路簡單，安裝方便易于實現(xiàn)，軟件設(shè)計獨特,可靠。STC89C52RC是由ATMEL公司推出的一種小型單片機。95年出現(xiàn)在中國市場。其主要特點為采用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單片機設(shè)計的電子時鐘。

首先我們在緒論中簡單介紹了單片機的發(fā)展與其在中低端領(lǐng)域中的優(yōu)勢以及課題的開發(fā)意義；接著介紹了STC89C52RC單片機的硬件結(jié)構(gòu)和本畢業(yè)設(shè)計所要外擴的LED顯示及其驅(qū)動方法，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了時鐘基本電路的設(shè)計；然后使用單片機C語言進行時鐘程序的設(shè)計，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，使得邏輯關(guān)系簡單明了，維護方便。

第1章設(shè)計要求與方案論證

1.1引言

本文提出了一種基于STC89C52RC單片機的時鐘設(shè)計方案，本方案以STC89C52RC單片機作為主控核心，與時鐘芯片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對時間進行校準、選擇時間等，綜上所述此電子時鐘具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。

1.2功能要求

本電子時鐘能動態(tài)顯示年、月、日、星期、小時、分鐘、秒

1.3方案論證

1.3.1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，如程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、并行I/O口、串行I/O口、定時/計數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個芯片之中，制成單片計算機（Single-ChipMicrocomputer）。而近年來推出的一些高檔單片機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、浮點運算單元、PWM控制輸出單元、PWM輸出時的死區(qū)可編程控制功能等。因此，只要外加一些擴展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計算機應(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)點或作為其主控制節(jié)點起中繼的作用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)等。

單片機的出現(xiàn)，并在各技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展，與單片機構(gòu)成計算機應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點有關(guān)：

1、單片機構(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)是一個計算機系統(tǒng)，相當多的測、控功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。

4、有優(yōu)異的性能、價格比。

1.3.2單片機的選擇

方案一：采用傳統(tǒng)的STC89C52RC作為電機的控制核心。單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(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，使其在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

方案二：采用FTC10F04單片機，還帶有非易失性Flash程序存儲器。它是一種高性能、低功耗的8位CMOS微處理芯片，市場應(yīng)用最多。其主要特點如下：8KBFlashROM，可以擦除1000次以上，數(shù)據(jù)保存10年。

由于本系統(tǒng)對CPU運算速度要求很高，需要執(zhí)行很復(fù)雜的運算，方案一成本比較低，適合做設(shè)計，方案二運算速度高，性能好，所以兩種方案都有可取之處。選用方案一作為主方案，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，平面直角顯示以及影象穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強等特點。但由于液晶是以點陣的模式顯示各種符號，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，不能有

靜電干擾，否則易燒壞液晶的顯示芯片，不易維護。

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，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱重輕，精確可靠，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)碼管串口的動態(tài)顯示。

1.3.4鍵盤模塊的選擇

在對日期和時間進行切換，對日期和時間進行調(diào)節(jié)校準過程中，系統(tǒng)需要產(chǎn)生激勵電流，因此需要用按鍵。

方案一：使用獨立式鍵盤。獨立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單方案二：使用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成，按鍵個按鍵電路。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。位于行、列的交叉點上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點是簡單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場合。

根據(jù)以上的論述，因本系統(tǒng)需要的按鍵不多，日期加1鍵，月數(shù)加1鍵，年數(shù)加1鍵，分數(shù)加1鍵，時數(shù)加1鍵，時間/日期切換鍵，要求簡單。所以采用方案一獨立式鍵盤。

1.3.5總體方案論證與選擇

按照系統(tǒng)設(shè)計功能的要求，初步確定系統(tǒng)由主控模塊、時控模塊、及顯示模塊和鍵盤接口模塊共4個模塊組成。主控芯片使用51系列STC89C52RC單片機，時鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘DS1302。采用DS1302作為計時芯片，可以做到計時準確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備電源（2.5～5.5V電源，再2.5V時耗電小于300nA），而且可以編程選擇多種充電電流來為后備電源進行慢速充電，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

2.2系統(tǒng)硬件概述

2.2.1主控制器STC89C52RC

STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘、機器周期和6時鐘、機器周期可以任意選擇。

主要特性如下：

●增強型8051單片機，6時鐘、機器周期和12時鐘、機器周期可

以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機。

●工作電壓：5.5V~3.3V

●工作頻率范圍：0~44MHz。

●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，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上位，

P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，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16位定時器/計數(shù)器。及定時器T0、T1、T2

●外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown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）,還可用定時器實現(xiàn)多個UART

●工作溫度范圍:-40~+85度（工業(yè)級）/0~75度（商業(yè)級）

●PDIP封裝

2.2.2時鐘電路DS1302

DS1302的性能特性:

●實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M

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；

●2.5～5.5V電壓工作范圍；

●2.5V時耗小于300nA；

●用于時鐘或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個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(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248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc≥2.5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，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，則表示藥進行寫操作；為1表示進行讀操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入/輸出。

為了提高對32個地址尋址能力（地址/命令位1～5=邏輯1）,可以把時鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在時鐘/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?個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫RAM時，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2.1DS1302控制字

DS1302共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。其日歷、時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。

時鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時鐘暫停位。當它為1時，DS1302停止振蕩，進入低功耗的備份方式，通常在對DS1302進行寫操作時（如進入時鐘調(diào)整程序）,停止振蕩。當它為0時，時鐘將開始啟動。

AM-PM/12-24小時方式：小時寄存器的位7定義為12或24小時方式選擇位。它為高電平時，選擇12小時方式。在此方式下，位5為第二個10小時位（20～23h）。

DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因為振蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。

2.3主要單元電路的設(shè)計

2.3.1顯示電路

顯示部分采用普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃描，以減少硬件電路。年月日、時分秒、報警共需要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?？紤]到一次掃描24位數(shù)碼管顯示時會出現(xiàn)閃爍情況，故采用動態(tài)掃描，可將數(shù)碼管數(shù)量減少至8位，顯示時采用串行口輸出段碼。

2.3.2鍵盤接口

鍵盤在單片機系統(tǒng)中是一個很重要的部件。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)計算機的主要手段。

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現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個鍵，鍵盤能自動生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC機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，硬件簡單，一般在單片機應(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型單片機的接口。

2.3.2.1按鍵開關(guān)去抖動問題

按鍵開關(guān)在電路中的連接如圖所示。按鍵未按下時，A點電位為高電平5V；按鍵按下時，A點電位為低電平。A點電位就用于向CPU傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時，觸點在閉合和斷開瞬間還會接觸不穩(wěn)定，引起A點電平不穩(wěn)定，如圖2-11b所示，鍵盤的抖動時間一般為5～10ms，抖動現(xiàn)象會引起CPU對一次鍵操作進行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤。因此必須設(shè)法消除抖動的不良后果。

圖2.3鍵操

作和鍵抖動

消除抖動的不良后果的方法有硬、軟件兩種。

為了節(jié)省硬件，通常在單片機系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動，而是用軟件消除抖動的方法。根據(jù)抖動特性，在第一次檢測到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時5~10ms讓前延抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認真正有鍵按下。當檢測到按鍵釋放后，也要給5~10ms的延時，待后延抖動消失后才轉(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立，每個按鍵占用一根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)。查詢式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口線浪費較大，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個行線和m個列線，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個按鍵，組成一個鍵盤。與獨立式按鍵相比，mn個按鍵只占用m+n根I/O口線，因此適用于按鍵較多的場合。

當無鍵閉合時，相應(yīng)的I/O之間開路。當有鍵閉合時，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)，從行線相對應(yīng)的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。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。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進行同樣的鍵操作。

2.3.2.4鍵盤掃描控制方式

在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，對鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分，CPU還要進行數(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太多時間，又需要CPU對鍵盤操作及時作出響應(yīng)。CPU對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)鍵輸入信號要求。

2.定時控制掃描方式

定時控制掃描方式是利用定時/計數(shù)器每隔一段時間產(chǎn)生定時中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進行掃描，并在有鍵閉合時轉(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。當無按鍵按下時，CPU執(zhí)行正常工作程序。當有按鍵按下時，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響應(yīng)鍵輸入的缺點，既能及時處理鍵輸入，又能提高CPU運行效率，但要占用一個寶貴的中斷資源。圖即工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路。在初始化時P1.4~P1.7置輸出0，P1.0~P1.3置為輸入態(tài)，P1.0~P1.3分別接至與門各輸入端。當有鍵閉合時INTO=0，CPU中斷后，在中斷服務(wù)子程序中，再完成鍵識別和鍵功能處理。

圖2.4工作于中斷方式的矩陣式鍵盤接口電路

2.3.3時鐘電路

2.3.3.1DS1302工作方式簡介及數(shù)據(jù)操作原理

DS1302可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時,且具有閏年補償功能,工作電壓寬達2.5~5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個33x8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是的DS1202升級產(chǎn)品,與DS1202兼容,但增加了主電源/后背電源雙電源引腳,同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。

DS1302時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月和月末的日期自動進行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24<小>時或帶AM/PM的12小時格式。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多字節(jié)的時鐘信號或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間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由Vcc1或Vcc2中較打大者供電。當Vcc2＞（Vcc1+0.2V）時，Vcc2給DS1302供電；當Vcc2＜Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。

圖2.5DS1302

DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，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個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(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248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc≥2.5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，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，則表示藥進行寫操作；為1表示進行讀操作。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入/輸出。

為了提高對32個地址尋址能力（地址/命令位1～5=邏輯1）,可以把時鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在時鐘/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?個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫RAM時，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個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。其日歷、時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2.3DS1302控制字

時鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時鐘暫停位。當它為1時，DS1302停止振蕩，進入低功耗的備份方式，通常在對DS1302進行寫操作時（如進入時鐘調(diào)整程序）,停止振蕩。當它為0時，時鐘將開始啟動。

AM-PM/12-24小時方式：小時寄存器的位7定義為12或24小時方式選擇位。它為高電平時，選擇12小時方式。在此方式下，位5為第二個10小時位（20～23h）。

DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因為振蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。

第3章系統(tǒng)的軟件設(shè)計（3.1程序設(shè)計）

電子時鐘的程序主要包括3個方面的內(nèi)容：一是DS1302從單片機中讀取數(shù)據(jù)進行計數(shù)，二是利用按鍵進行時間的調(diào)整，三是單片機中讀取DS1302中的數(shù)據(jù)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示時間。STC89C52RC單片機主要I/O口的分配:P10、P11、P12分別接時鐘芯片的SCLK、I/O、RST引腳,P13、P14、P15、P16接四個獨立按鍵。

開始

等于K等于1顯示日期報警程序按鍵程序返回

主程序流程圖

時間調(diào)整程序流程圖

第4章結(jié)束語

20xx年3月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了一個多月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕?；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)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。當我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計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，再提高的過程。在論文中我充分地運用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。

我不會忘記這難忘的幾個月的時間。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，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手用protel99設(shè)計電路圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那幸福的心情；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，實則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多單片機及其接口應(yīng)用的知識，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當今單片機的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在整個過程中，我學(xué)到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。

腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習和工作有很大的幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

在此更要感謝我的指導(dǎo)老師和專業(yè)老師，是你們的細心指導(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>

#defineuintunsignedint

#include"ds1302.h"

#include"key.h"

#include"bell.h"

sbitk4=P1^3;

chark=0;

charshi,fen,miao,nian,yue,ri;

char

baojingshi=0x00,baojingfen=0x06,baojingmiao=0x00;

voidsjdisplay();

voidrqdisplay();

voidbaojingdisplay();

voiddelay(uintms);

voiddisplay(charshu,charwei);

chartable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};voidmain()

{

ds1302_write(0x80,0x55);

ds1302_write(0x82,0x45);

ds1302_write(0x84,0x00);

ds1302_write(0x8c,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();

}

}

voidsjdisplay()

{

shi=ds1302_read(0x85);//hour

fen=ds1302_read(0x83);//minites

miao=ds1302_read(0x81);//second

display((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);

}

voidrqdisplay()

{

nian=ds1302_read(0x8d);//nian

yue=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);//00000111

display(ri&0x0f,7);

}

voidbaojingdisplay()

{

display((baojingshi>>4)&0x07,0);display(baojingshi&0x0f,1);

display((baojingfen>>4)&0x07,3);display(baojingfen&0x0f,4);

display((baojingmiao>>4)&0x07,6);display(baojingmiao&0x0f,7);}

voiddelay(uintms)

{

uinti,j;

for(i=ms;i>0;i--)

for(j=124;j>0;j--);

}

voiddisplay(charshu,charwei){

P0=table[shu];

P2=~(1<<wei);

delay(3);

P2=0xff;

}

//main.c//

//Ds1302.c//

#include<reg51.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitrst=P1^2;

sbitdat=P1^1;

sbitclk=P1^0;

voidds1302_write(charcomm,chardat1){

chartemp,t;

rst=0;

clk=0;

rst=1;

temp=comm;

for(t=0;t<8;t++)

{

if(temp&0x01)

dat=1;

elsedat=0;

clk=1;

temp=(temp>>1);

clk=0;

}

temp=dat1;

for(t=0;t<8;t++)

{

if((temp&0x01)==1)//00000001dat=1;

elsedat=0;

clk=1;

temp=temp>>1;

clk=0;

}

rst=0;

}

uchards1302_read(charcomm){

chartemp,t;

rst=0;

clk=0;

rst=1;

temp=comm;

for(t=0;t<8;t++)

{

if(temp&0x01)

dat=1;

elsedat=0;

clk=1;temp=temp>>1;clk=0;}

temp=0;//00000000

for(t=0;t<8;t++)

{

temp=temp>>1;

if(dat==1)

temp=temp|0x80;

elsetemp=temp&0x7f;clk=1;

clk=0;

}

rst=0;

returntemp;

}

//Ds1302.c//

//Key.c//

#include<reg51.h>

#definecharsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitmode=P1^4;

sbitadd=P1^5;

sbitsub=P1^6;

charmod=0;

externvoiddelay(uintms);

externcharshi,fen,nian,yue,ri;externcharbaojingshi,baojingfen;externchards1302_read(char);

externvoidds1302_write(char,char);

voidkey()

{

shi=ds1302_read(0x85);

fen=ds1302_read(0x83);if(mode==0){}if(add==0){delay(5);if(add==0)delay(5);if(mode==0){}while(mode==0);mod++;if(mod==8){}mod=0;

{while(add==0);if(mod==1){shi=(((shi>>4)&0x03)*10+(shi&0x0f))+1;if(shi==24){}shi=0;ds1302_write(0x84,((shi/10)<<4)+((shi%10)&0x0f));//hour

}elseif(mod==2){

fen=(((fen>>4)&0x07)*10+(fen&0x0f))+1;if(fen==60){}fen=0;ds1302_write(0x82,((fen/10)<<4)+((fen%10)&0x0f));

}

elseif(mod==3)

{

nian=(((nian>>4)&0x0f)*10+(nian&0x0f))+1;

if(nian==99){}nian=1;

ds1302_write(0x8c,((nian/10)<<4)+((nian%10)&0x0f));

}

elseif(mod==4)

{

yue=(((yue>>4)&0x01)*10+(yue&0x0f))+1;

if(yue==13){}yue=1;ds1302_write(0x88,((yue/10)<<4)+((yue%10)&0x0f));

}

elseif(mod==5)

{

if((yue==1)||(yue==3)||(yue==5)||(yue==7)||(yue==8)||(yue==10)||(yue==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)&0x0f));

}

elseif(mod==6)

{

baojingshi=(((baojingshi>>4)&0x01)*10+(baojingshi&0x0f))+1;

if(baojingshi==24){}baojingshi=0;ds1302_write(0x88,((baojingshi/10)<<4)+((baojingshi%10)&0x0f));

}

elseif(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);{if(sub==0){while(sub==0);if(mod==1)

{shi=(((shi>>4)&0x03)*10+(shi&0x0f))-1;if(shi==-1){}shi=23;

ds1302_write(0x84,((shi/10)<<4)+((shi%10)&0x0f));

}elseif(mod==2){fen=(((fen>>4)&0x