单片机实时时钟电路的原理及应用
单片机应用技术讲座(11)——第九讲 实时时钟及其软硬件的实现方法
要 求不 高 的场 合 ； 二 是采 用 时钟 芯 片 ， 比较 典 型 的 时钟 芯 片
有 摩 托 罗 拉 公 司 的Ｍ Ｃ１ ６ １ ， 达拉 斯 公 司 的 ＤＳ１ ８ ７ ４ ８ ８ ８、 ２ ＤＳ ３ ２ １ ０ 和飞 利浦 公 司 的Ｐ ８ ６ 、Ｐ Ｆ ５ ３ 。早期 的 时钟 ＣＦ ５ ３ Ｃ ８ ８ 等 芯 片 一般 采 用 并行 接 口方式 ， 如Ｍｃ１ ６ １ 。现 在 流行 的则 ４ ８８
个 单片机 “ 高手 ”成长 的过程就 是一个 经验积 累的过程 ，也就 是 “ 子程序 ”积累 的过程 。当你 真正掌 握 了几 十甚至几 百个 子 程序 并能熟 练运用 的时候 ，你也 就是所谓 的 “ 高手 “ 了， 因此 在 单片机这 个行 当，许多 人甚至 是该领域 的专 家都这 样认为 ： 理论 是基础 ，经验 才是最为 宝贵 的财富 。这些 宝贵 的经 验正 是
他 们在 实践 中不 断总 结和 积累 的结 晶 。图 １ 则说 明 了单 片机软 件 系统 的主 程序 和子 程序 的 关系 ，也是 读者 必 须掌 握 的。 从 图 １ 以清楚地 看 到， 主程序 主要 包含 伪指 令 定义 、 可 初始 化过程 、子程 序调用 三部分 内容 。伪指令 是一种控 制汇 编 进程 的特殊 的控 制符号， 通常在 主程序 开头定 义，用 好伪指 令 可 以使 程序 具有很 好的可 读性并 易于操作 。初始 化过程 主要 是 对一 些控 制寄存器 （ 中断控 制 ）、数据 区和外部芯 片 （ Ｉ 如 如 ／ Ｏ口扩展 芯片 ８ ５ ）进行 初始 参数设 置 和定义 。子程 序调 用是 １５ 主程 序 的 基 本任 务 ，一 个 主程 序 可 以调 用多 个 子程 序 ，对 于 ８ Ｃ５ 单 片机 ， 由于 系统 资源有 限 ，主程 序通 常是 一个 无限 循 ９ １ 环 的过程 ， 即是 一个反 复调 用 子程 序 的过程 （ 的粗 线箭 头 图１ 实 线就 是一 个子程 序调用 过程 ）。子程 序主要 分为 中断子程 序 和功 能子程 序，它 们之 间可以相互 嵌套 和调 用 ， 即中断子程序 可 以调 用 功 能子 程序 。在 应用 软件 的设 计 中， 读者 一 定 要注 意 ：应 尽可 能将各个 功能模块 写成 子程序 的形式 ，并通 过主程 序调用 ，只有 这样 ，软件结 构才会 清晰 明了，也 易于维 护 。明 确 了主程 序 和子程序相 互之 间的 关系，对于 初学 者还必 须要学 会绘 制流程 图，这样 才能对 系统 的总体概念 有一 个 比较 清晰 的
单片机内有级时钟芯片
单片机内置时钟芯片概述单片机（Microcontroller Unit，MCU）是集成了中央处理器（CPU）、内存、输入输出端口和各种片上外设（Peripheral Interface Components，PIC）的微型计算机系统。
时钟芯片（Clock Chip）是单片机中的一个重要组成部分，它负责产生和管理系统的时钟信号，使整个系统能够按照指定频率和时序进行工作。
本文将重点介绍单片机内置的时钟芯片，包括其工作原理、功能特点以及在单片机应用中的应用场景。
工作原理单片机内置的时钟芯片一般采用晶体振荡器（Crystal Oscillator）或者晶振电路（Crystal Circuit）来产生稳定的时钟信号。
晶体振荡器通常由振荡器电路、晶体谐振器和放大器电路组成。
晶体振荡器的工作原理是利用晶体谐振器的特性，在外加电场的作用下，晶体会产生固有的机械振动，从而产生稳定的频率信号。
晶体谐振器是一个具有回路谐振频率的电路元件，与晶体振动的频率相对应。
当MCU系统上电时，时钟芯片首先启动，通过晶体振荡器产生一个基准频率的时钟信号。
这个基准时钟信号经过分频器进行分频处理，生成系统中各个模块所需的不同频率的时钟信号。
功能特点高精度单片机内置的时钟芯片具有高精度的特点。
晶体振荡器的频率精度较高，通常在几个百万分之一的误差范围内。
而且晶体振荡器的稳定性较好，可以在比较宽的温度范围内正常工作。
可编程时钟芯片可以根据系统需求进行编程。
通过设置分频器的分频系数，可以得到需要的时钟频率，以满足各个模块对时钟信号的要求。
多功能除了产生稳定的时钟信号外，时钟芯片还具有其他多种功能。
例如，它可以提供外部中断信号，用于唤醒系统或触发特定事件；还可以提供定时器功能，用于定时操作，例如定时中断、延时等。
应用场景单片机内置的时钟芯片广泛应用于各种单片机系统中。
以下是几个常见的应用场景：实时时钟时钟芯片可以用于实时时钟系统（Real-Time Clock，RTC），用于记录系统的当前时间。
毕业设计论文_单片机电子时钟的设计
毕业设计论文_单片机电子时钟的设计摘要：电子时钟作为一种常见的时间显示装置，在现代社会中应用广泛。
本文设计了一款基于单片机的电子时钟，使用DS1307实时时钟芯片来获取系统时间，并通过数码管进行显示。
设计过程中，通过对单片机的编程和电路的连接，实现了时间的显示与调节功能，具有较高的准确性和稳定性。
该设计方案简单、实用，可用于各种场合。
关键词：单片机；电子时钟；DS1307；数码管1.引言电子时钟是一种利用电子技术构造的显示时间的装置，具有时间准确、使用简单、显示清晰等特点，广泛应用于生活和工作中。
本文以单片机为核心，设计了一款实时准确的电子时钟，提高了时间的准确度和稳定性。
2.设计原理该设计的核心是通过单片机与DS1307实时时钟芯片的连接，使得单片机可以获取到准确的系统时间，并通过数码管进行显示。
DS1307芯片通过I2C总线与单片机连接，通过读取芯片中的时间寄存器，单片机可以获得当前的时间信息。
3.硬件设计本设计中使用了AT89S52单片机作为主控芯片，通过引脚与DS1307芯片相连。
单片机的P0口接到数码管的段选信号，P1口接到数码管的位选信号，通过控制这两个口的输出状态，可实现对数码管上显示的数字进行控制。
同时，为了使时钟可以正常运行，需外接一个晶振电路为单片机提供时钟信号。
4.软件设计通过对单片机的编程，实现了以下功能：(1)初始化DS1307芯片，设置初始时间；(2)每隔一秒读取一次DS1307芯片的时间寄存器，将时间信息保存到单片机的RAM中；(3)根据当前时间信息，在数码管上显示对应的小时和分钟。
5.调试与测试经过硬件的连接以及软件的编写，进行了调试与测试。
将初始时间设置为08:30，观察数码管上的显示是否正确，以及时间是否准确。
同时，通过手动调节DS1307芯片中的时间，检查单片机是否能正确获取时间，并进行显示。
6.总结与展望本文设计了一款基于单片机的电子时钟，通过单片机与DS1307芯片的连接和编程，实现了准确的时间显示功能。
单片机的基本原理及应用
单片机的基本原理及应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路，内部集成了处理器核心、存储器、输入/输出接口以及各种外设等功能模块，常用于嵌入式系统中。
它具有体积小、功耗低、成本较低、可编程性强等特点，被广泛应用于工业控制、家电、汽车电子、通信设备等领域。
本文将介绍单片机的基本原理及其在各个领域的应用。
一、单片机的基本原理单片机的基本原理是通过内部的处理器核心来执行指令，控制其他功能模块的工作。
其内部核心主要由运算器、控制器和时钟电路组成。
1. 运算器（ALU）运算器是单片机的核心部件，负责执行各种算术和逻辑运算。
它通常由逻辑门电路构成，能够进行加减乘除、与或非等运算。
2. 控制器控制器是单片机的指令执行单元，负责控制各个部件的工作。
它根据程序存储器中的指令，逐条执行并控制其他模块的工作。
3. 存储器存储器用于存储程序指令和数据。
单片机通常包含闪存（Flash）和随机存储器（RAM）。
闪存用于存储程序，RAM用于存储运行时数据。
4. 时钟电路时钟电路提供单片机的时钟信号，控制指令和数据的传输和处理速度。
它通常由晶体振荡器和分频器组成。
二、单片机的应用领域1. 工业控制单片机在工业控制领域应用广泛。
它可以控制工业生产中的各种设备，如温度控制、压力控制、自动化装置等。
通过编程，单片机能实现精确控制和监测，提高生产效率和产品质量。
2. 家电在家用电器中，单片机也有着广泛的应用。
例如，微波炉、洗衣机、空调等均采用单片机来实现控制功能。
通过编写程序，单片机可以根据用户的需求自动调节设备的工作状态，实现智能化控制。
3. 汽车电子单片机在汽车电子领域扮演着重要角色。
它被用于发动机控制、车载娱乐、安全系统等各个方面。
通过单片机的实时控制，汽车性能得到提升，驾驶安全得到保障。
4. 通信设备单片机广泛应用于通信设备中，如手机、调制解调器等。
它可以实现信号处理、数据存储和传输等功能，提升通信设备的性能和稳定性。
实时时钟ISL1208的原理与应用
478其中：引脚X1、X2接外部晶振输入端，可直接以32. 768kHz的晶体源驱动；Vbat接后备电源/电容，该引脚不用时接地；SDA为串行数据输入输出端；SCL为串行时钟输入端；IRQ/Fout为中断/频率输出端，可用作中断/频率输出；Vdd和GND为电源和接地端。
3. ISL1208内部结构及其工作原理ISL1208内部结构框图如图2。
由图可知，ISL1208主要包括：I2C接口控制单元、实时时钟控制逻辑、时钟分频器、电源管理单元和寄存器单元。
其中寄存器单元被分成四段：实时时钟、控制与状态、报警寄存器和用户SRAM；这四段寄存器各自含有不同的功能：实时时钟和报警寄存器用于写入/读出时间值和报警值，其写入形式为BCD码；控制与状态寄存器可完成对其他寄存器读写控制、报警与频率输出控制、模拟与数字微调控制等功能，其存储映射图如表1。
控制与状态寄存器（Control and Status）控制与状态寄存器包括状态寄存器、中断与报警寄存器、模拟微调与数字微调寄存器。
状态寄存器（SR）：用来控制RTC失效、电池模式、报警触发、时钟计数器写保护、晶体振荡器使能以及状态位的自动复位或者提供相应的状态信息。
在时钟上电时，需将写RTC使能位WRTC置“1”，以便启动时钟计数。
中断控制寄存器（INT）：主要用于控制时钟的周期性和单事件报警。
其中频率输出控制位FO3－FO0使能/禁止频率输出功能，并选择IRQ/FOUT引脚的输出频率（2-5Hz－215Hz）。
在频率模式被激活时它将覆盖IRQ/FOUT引脚上的报警模式。
报警使能位ALME使能/禁止报警功能，中断/报警模式位IM使能单周期定时事件（IM＝0）/周期定时事件（IM＝1）。
模拟微调寄存器（ATR）：ATR0至ATR5为六位模拟微调位，可调整片内负载电容（CX1、CX2）的值，这一电容值用于RTC的频率补偿，其每一位都有不同的电容调节比重。
有效的片内串联负载电容CLOA D 的范围从4.5pF至20.25pF，中间值为12.5pF（默认）。
单片机的原理及应用
单片机的原理及应用单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成电路，具有处理器核心、存储器和各种外设接口，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍单片机的原理以及一些常见的应用。
一、单片机的原理单片机作为一种嵌入式系统，其原理是通过将处理器、存储器和外设集成在一个芯片上，形成一个完整的计算机系统。
这种集成能力使得单片机具备了较高的性能和灵活性。
具体来说，单片机的原理包括以下几个方面：1. 处理器核心：单片机内部搭载了一个或多个处理器核心，常见的有8位、16位和32位处理器核心。
处理器核心负责执行指令集中的指令，对输入信号进行处理并控制外设的工作。
2. 存储器：单片机内部包含了程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据。
这些存储器的容量和类型不同，可以根据实际需求进行选择。
3. 外设接口：单片机通过外设接口与外部设备进行通信。
常见的外设接口包括通用输入输出（GPIO）、串行通信接口（UART、SPI、I2C）、模拟数字转换器（ADC）等。
外设接口使单片机能够与其他硬件设备进行数据交互。
4. 时钟系统：单片机需要一个稳定的时钟信号来同步处理器和各个外设的工作。
时钟系统通常由晶振和计时电路组成，产生稳定的时钟信号供单片机使用。
二、单片机的应用单片机作为一种高性能、低成本、小体积的集成电路，广泛应用于各个领域。
以下是一些单片机的常见应用：1. 家电控制：单片机可以作为家电控制系统的核心，通过与传感器、执行器等外部设备的连接，实现对家电的智能控制。
例如，通过使用单片机可以实现空调、电视、洗衣机等家电的远程控制和定时控制等功能。
2. 工业自动化：单片机在工业自动化中发挥着重要的作用。
它可以用于控制和监控工业设备，实现自动化生产。
例如，生产线上的温度、压力、速度等参数可以通过单片机进行实时采集和控制。
3. 智能交通：交通系统中的信号灯、执法摄像头等设备可以利用单片机进行控制和管理。
第三节-实时时钟DS1302的原理与应用
1 2 3 4 5 6 7 8
二、程序清单 此程序的结构和上述单闹钟程序结构一样，对功能进行了加 强和扩展，部分程序进行了优化。其中，DS1302驱动程序包含 在主程序中。 /******************************************************/ // 读取DS1302的时间，然后通过数码管显示 /******************************************************/ #include<reg51.h> #define uchar unsigned char uchar dot,time1[6],flash; unsigned int tt; code seven_tab[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; code bit_select[6] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
rst是复位片选线通过把rst输入驱动置高电平来启动所有的数据传送标本无需切片处理而代之在标本表面涂上一层铂金当电子撞击标本表面各点时便产生次及电子呈现立体状态可观察标本的形状及表面的特征
4.3 实时时钟DS1302的原理与应用
在许多的单片机系统中，通常进行一些与时 间有关的控制，这就需要使用实时时钟。例如在 测量控制系统中，特别是长时间无人值守的测控 系统中，经常需要记录某些具有特殊意义的数据 及其出现的时间。在系统中采用实时时钟芯片能 很好的解决这个问题。
void time0() interrupt 1 { uchar i; TR0=0; TH0 = (65536 - 2000) / 256; TL0 = (65536 - 2000) % 256; TR0 = 1; tt ++; if(tt == 500) { tt = 0; dot = !dot; flash = 0x7f | (dot << 7); } P0 = 0xff; P2 = bit_select[i]; if(i == 2) P0 = seven_tab[time1[i]] & flash; else P0 = seven_tab[time1[i]]; i ++; if(i == 6) i=0; }
实时时钟(RTC)X1203及其在单片机中的应用(一)
【 关键词】实 时 时 钟
通信协议
单 片机
实 时 时 钟 （ ｅｌＴｍｅＣ ｏ ｋ Ｃ ｎ ｅ ｌｒ 芯 片 Ｒ ａ ｉ ｌｃ ／ Ｍｅ ｄ ｒＡ ａｍ） Ｘ１ ０ ２ ３是 由 Ｘ ｃ ｒ 司推 出 的 Ｘ１ ＸＸ 系 列 芯 片 之 一 。 ｉｏ 公 ２ 用 于单 片 机 的 产 品 ，具 有 典 型 的 Ｉ ２ Ｃ互 操 作 的 ２线 接 口和 串行 芯 片 的体 积 小 、功 耗 低 等 优 点 。 通 过 一 组 寄 存 器 进 行 控 制 和 读 出 ，使 用 低 成 本 的 ３ ．６ ｋ ｚ晶体 ２７ ８ Ｈ 输 入 ， 以 秒 、分 、 时 、 日 、 星期 、 年 为 单 位 跟 踪 时
在 单 相 【 的 应 用 （ ｌ 】 一）
■ 巫 世 晶 李 海 涛
【 摘 要 】讨 论 串行 接 口 实 时 时钟 芯 片 Ｘ１ ０ ２ ３的基 本 功 能 ， 特 别 对 其 通 信 协 议 中起 始 和 结 束 以及
通 信 “ 答 ” 等 几 个 重 要 方 面 作 了详 尽 讨 论 ，并 以 Ａ ８ Ｃ １单 片机 为 例 ，给 出 了 Ｘ１ ０ 应 Ｔ９５ ２ ３在 数 据
图 １ Ｘ１ ０ ２ ３的封 装 与 引 脚
别 与 Ｃ Ｕ Ｉ０ 口的 Ｐ ． Ｐ ／ １ ０和 Ｐ ． １１引 脚 相 连 ，传 送 时 钟
脉 冲 和 数 据 信 息 ； 中 断 信 号 引 脚 Ｉ Ｑ 可 在 两 种 设 定 Ｒ
的 条 件 下 产 生 低 有 效 的 脉 冲 信 号 ； Ｖ ａ ｋ接 备 用 电 ｂｃ 源 ，Ｘ１ ０ ２ ３内部 具 有 自动 电 源 切 换 电路 ， 当主 电源 供 电不足或电压过低时使用备用 电源。
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单片机实时时钟电路的原理及应用
1 引言现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307、PCF8485 等。
这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。
本文介绍的
实时时钟电路DS1302 是DALLAS 公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，
主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并
且可以关闭充电功能。
采用普通32.768kHz 晶振。
2 DS1302 的结构及工作原理DS1302 是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM 的实
时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补
偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。
采用三线接口与CPU 进行同步通信，并可
采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM 数据。
DS1302 内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。
DS1302 是DS1202 的升级产品，与DS1202 兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电
源进行涓细电流充电的能力。
2.1 引脚功能及结构图1 示出DS1302 的引脚排列,其中Vcc1 为后备电源，VCC2 为主电源。
在主电源关闭的情况下，也能
保持时钟的连续运行。
DS1302 由Vcc1 或Vcc2 两者中的较大者供电。
当Vcc2 大于Vcc1＋0.2V 时，Vcc2 给DS1302 供电。
当Vcc2 小于Vcc1 时，DS1302 由Vcc1 供电。
X1 和X2 是振荡源，外接32.768kHz 晶振。
RST 是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST
提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST 为高电平时，所有的数据传
送被初始化，允许对DS1302 进行操作。
如果在传送过程中RST 置为低电平，
则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。
上电运行时，在Vcc≥2.5V之前，RST 必须保持低电平。
只有在SCLK 为低电平时，才能将RST 置为高电平。