实时时钟设计报告分解

《单片机系统设计》（课程设计）实验报告题目：实时时钟组号：任课教师：组长：成员：联系方式：年月日目录一、实施方案 11.1设计要求 11.2实现功能 11.3设计方案 1二、原理简述 22.1主控模块 22.2时钟电路 3 2.3显示电路 5 2.4键盘输入电路 72.5蜂鸣器电路 8三、调试过程 93.1硬件调试 93.2软件调试 9四、主要程序 10五、心得体会 12一、实施方案1.设计要求通过对DS1302编程，实现实时时钟功能，用数码管显示时、分，用小数点作秒闪。

可用键盘设置时间。

2.实现功能本组的课程设计成果最终将实现如下功能：（1）实现实时时钟功能，四位数码管前两位显示时、后两位显示分，小数点作秒闪；（2）按下S8键，可实现对小时的加1设置；（3）按下S7键，可实现对分钟的加1设置；（4）按下S1键，可实现小时的单独显示；（5）实现整点蜂鸣器报时功能。

3.设计方案根据系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟电路、显示电路、键盘输入电路及蜂鸣器电路组成。

电路系统框图如图1所示。

图1 系统设计框图其中，主控芯片使用51系列AT89C52单片机，时钟芯片使用DS1302，晶振为11.0592MHz，显示电路由四位共阳LED数码管完成，键盘采用线性连接，使用查询法实现调整功能，蜂鸣器电路由有源蜂鸣器完成。

二、原理简述1.主控模块图2 AT89C52 管脚图AT89C52是低功耗、高性能的CMOS8位单片机。

片内带有8KB的Flash 存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。

另外，AT89C52的指令系统和引脚与80C52完全兼容。

管脚功能如下：VCC：供电电压；GND：接地；P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

；P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流；P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流；P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入；P3口管脚功能：P3.0是RXD（串行输入口）；P3.1是TXD（串行输出口）；P3.2是/INT0（外部中断0）；P3.3是/INT1（外部中断1）；P3.4是T0（记时器0外部输入）；P3.5是T1（记时器1外部输入）；P3.6是/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7是/RD（外部数据存储器读选通）；P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许输出电平用于锁存地址的地位字节。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

2.时钟电路图3 硬件时钟DS1302电路DS1302 时钟芯片包括实时时钟/日历和31 字节的静态RAM。

它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。

实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。

对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。

时钟的运行可以采用24h或带A M（上午）/PM（下午）的12h 格式。

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字节的时钟信号或RAM 数据。

DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST 脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在S CLK的上升沿被输入。

无论是读周期还是写周期，开始8位指定40个寄存器中哪个被访问到。

在开始8个时钟周期，把命令装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。

时钟脉冲在单字节方式下为8 加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248 个字节数。

如果在传送过程中置RST 脚为低电平，则会中止本次数据传送，并且 I/O引脚变为高阻态。

相关代码如下：/***********************ds1302与at89s52引脚连接******************/ sbit T_RST=P3^6; //RST脚接P3^6sbit T_CLK=P3^4; //CLK脚接P3^4sbit T_IO=P3^5; //IO脚接P3^5sbit ACC0=ACC^0; //定义标志位sbit ACC7=ACC^7;/**********************DS1302：写入操作(上升沿)******************* / void write_byte(unsigned char da){unsigned char i;ACC=da;for(i=8;i>0;i--){T_IO=ACC0;T_CLK=0;T_CLK=1;ACC=ACC>>1;}}/**********************DS1302：读取操作（下降沿）*****************/ unsigned char read_byte(void){unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){ACC=ACC>>1;T_CLK = 1;T_CLK = 0;ACC7 = T_IO;}return(ACC);}/***************DS1302:写入数据（先送地址，再写数据）***************/ void write_1302(unsigned char addr，unsigned char da){T_RST=0; //停止工作T_CLK=0;T_RST=1; //重新工作write_byte(addr); //写入地址write_byte(da);T_RST=0;T_CLK=1;}/******************DS1302:读取数据（先送地址，再读数据）************/unsigned char read_1302(unsigned char addr){unsigned char temp;T_RST=0; //停止工作T_CLK=0;T_RST=1; //重新工作write_byte(addr); //写入地址temp=read_byte();T_RST=0;T_CLK=1; //停止工作return(temp);}3.显示电路图4 四位共阳数码管电路显示部分采用普通的共阳数码管显示，使用动态扫描，以便减少硬件电路。

LED数码管里面有8只发光二极管，与实验板P0端口所接的二极管是相同的。

分别记作a﹑b﹑c﹑d﹑e﹑f﹑g﹑dp，其中dp为小数点，每一只发光二极管都有一根电极引到外部引脚上，而另外一只引脚就连接在一起同样也引到外部引脚上。

该数码管为共阳极，且通过P0=P2直接把按键状态给到LED上，并没有中间变量，通过按键控制数码管的各管脚的高低电平接入情况。

当数码管里面的发光二极管的阳极接在一起作为公共引脚，在正常使用时此引脚接电源正极。

发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，从而相应的数码段显示数字。

LED接到单片机的P0口，若为低电平，可使LED亮起。

发光二极管的亮、灭由内部程序控制，因为流水灯与数码管同时接在P0端口，所以流水灯的8个LED发光二极管与LED数码管亮暗相同。

相关程序如下：/*****************************定义数码管显示引脚*****************************/ sbit LED_0=P1^4; //数码管8个控制引脚定义sbit LED_1=P1^5;sbit LED_2=P1^0;sbit LED_3=P1^1;sbit LED_4=P1^2;sbit LED_5=P1^3;sbit LED_6=P1^6;sbit LED_7=P1^7;unsigned char seg[]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90}; //0~~9段码/*********************************显示程序************************************/ /* 动态扫描条件（单个LED在1秒内）：count >=50次//点亮次数*/ /* time >=2ms //持续时间*/ /* DS1302秒，分，时寄存器是BCD码形式：用16求商和余进行"高4位"和"低4位"分离*/ /****************************************************************************/ void led_disp(unsigned char *poi){P0=seg[*(poi+1) % 16]; //第1个数码管：显示分(个位);LED_5=0;delay(3);LED_5=1;P0=seg[*(poi+1) / 16]; //第2个数码管：显示分(十位)；LED_4=0;delay(3);LED_4=1;P0=seg[*(poi+2) % 16]-(((*poi%16)%2)<<7); //第3个数码管：显示时(个位)；LED_3=0;delay(3);LED_3=1;P0=seg[*(poi+2) /16]; //第4个数码管：显示时(十位)；LED_2=0;delay(3);LED_2=1;}void led_disp1(unsigned char *poi){P0=seg[*(poi+2) % 16]-(((*poi%16)%2)<<7); //第1个数码管：显示时（个位）;LED_5=0;delay(3);LED_5=1;P0=seg[*(poi+2) /16]; //第2个数码管：显示时（十位）；LED_4=0;delay(3);LED_4=1;}4.键盘输入电路图5 8路独立按键电路单片机的按键各自独立，按下归零，抬起置一。

相关程序如下：sbit sw0=P2^7; //按键8sbit sw1=P2^6; //按键7sbit sw2=P2^0; //按键15.蜂鸣器电路图6有源蜂鸣器电路蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的。