嵌入式实时时钟的设计

1．设计题目制作一个实时时钟，实现实时的效果并且可以对时间进行调节，同时可以随时播报时间的时钟。

2. 设计方案我要用ds1302时钟模块实现时间，用lcd1602液晶显示实现时间的显示，用独立按键K1，K2，K3，K4并用相应的中断实现对时间的调节和校准并且可以实现短按+1，长按+++功能，并可以随时播报语音，用老师实验书的方法加上相应的voice reader，格式化工厂，8位WAVE转换和winhex工具实现对wave音频文件的提取成c文件。

对于实现这样的功能，我想把其分为大体四个部分完成。

3. 设计的具体方法a.关于lcd1602液晶的设计字符型1602液晶是专门用来显示字母，数字，符号的点阵型液晶模块，这是一个16*2的模块，每行16个字符，一共可以显示两行。

这里主要需要用的是RS,RW,E三个控制引脚，以及对于用D0~D7负责给予数据或者命令，RS在高电平时是对于数据的选择，在低电平时是对于命令的选择，RW是在高电平时是读，在低电平时是写，通常要用写功能，因为一般液晶都是用来显示的。

E是使能端，使用的时候设为高电平。

其他的不用到所以在这里不进行介绍了，在开发板上，RS接在P2.6口，RW接P2.5口，E接P2.7口，D0~D7接在P0口。

对于1602的操作过程有如下：主要是先对1602进行初始化设计，然后是写命令RS=L，设置显示坐标，然后是写数据，RS=HLCD初始化的程序原理设计：由datasheet可知，由于本开发板给的液晶显示是4位的，所以先给8位转化为4位的指令（0x32），在四位线下的初始化指令是（0x28）（0x06）（0x01），设置显示模式（0x0c）开显示，不显示光标，光标也不闪烁，写一个，指针加一，清屏，设置数据的起点（0x80+0x00）是写第一行的，（0x80+0x40）写第二行的开始地址。

LCD的写入命令和写入数据：在写入命令时要让RS=L，RW=L，E=H，先开一下使能进行写入命令，再将使能关闭停止写入命令。

在写入数据时要注意时序图的准备时间，用软件延时来实现，RS=H，RW=L，E=H，D0~D7=数据，同样的也需要对这个进行使能的控制，由于在时序图中有这样的使能时间上的间隔，所以加上延时，可以有效的实现，不然可能会使在读/写操作的时候不能完整的读数据。

void LcdWriteData(uchar dat) //写入数据{LCD1602_E = 0; //使能清零LCD1602_RS = 1; //选择写入数据LCD1602_RW = 0; //选择写入LCD1602_DATAPINS = dat; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;LCD1602_DATAPINS = dat << 4; //写入低四位Lcd1602_Delay1ms(1);LCD1602_E = 1; //写入时序Lcd1602_Delay1ms(5);LCD1602_E = 0;}以上附上我的写入命令的程序。

注意是4位的。

void LcdDisplay()//lcd显示程序{LcdWriteCom(0x80+0X40);LcdWriteData('0'+TIME[2]/16); //时，取十位LcdWriteData('0'+(TIME[2]&0x0f)); //取个位LcdWriteData('-');这是读取了DS1302的实时数据进行显示的程序，将TIME数组中的时，分，秒，星期，年，月，日分别取出他们的个位，和十位，因为是两位数，需要分别读出放入数据线上，进行传输，最后求显示出来。

b. DS1302初始化程序原理与设计DS1302是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。

实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。

工作电压宽达 2.5～5.5V。

采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。

这是八个引脚，X1，X2接晶振，给DS1302提供稳定的时钟信号，CE（RST）接P3.5，I/O接P3.4，SCLK=P3.6，这是DS1302的时钟寄存器在使用的时候也要进行初始化，分为初始化和单字节读和单字节写。

DS1302是通过SPI串行总线跟单片机通信的，当进行一次读写操作时最少得读写两个字节，第一个字节是控制字节，就是一个命令，告诉DS1302是读还是写操作，是对RAM还是对CLOK寄存器操作。

第二个字节就是要读或写的数据了。

单字节读：只有在SCLK为低电平时，才能将CE置为高电平。

所以在进行操作之前先将SCLK置低电平，然后将CE置为高电平，接着开始在IO上面放入要传送的电平信号，然后跳变SCLK。

数据在SCLK上升沿时，DS1302读取数据，在SCLK下降沿时，DS1302放置数据到IO上，可以这样的理解，当进行单字节读时，显示DS1302将MCU中的数据（这个为指令的数据也就是命令）读入自己的RAM，这个过程由上升沿完成，将8个上升传完以后，再将数据写入某个外部寄存器中，这个由下降沿完成。

单字节写：只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。

说以在进行操作之前先将SCLK置低电平，然后将RST置为高电平，开始在IO上面放入要传送的电平信号，然后跳变SCLK。

数据在SCLK上升沿时，DS1302读取数据，在SCLK下降沿时，DS1302放置数据到IO上void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)//ds1302的写入命令，{uchar n;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;//先将SCLK置低电平。

_nop_();RST = 1; //然后将RST(CE)置高电平。

_nop_();for (n=0; n<8; n++)//开始传送八位地址命令{DSIO = addr & 0x01;//数据从低位开始传送addr >>= 1;SCLK = 1;//数据在上升沿时，DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_();}for (n=0; n<8; n++)//写入8位数据{DSIO = dat & 0x01;dat >>= 1;SCLK = 1;//数据在上升沿时，DS1302读取数据_nop_();SCLK = 0;_nop_();}RST = 0;//传送数据结束_nop_();}所有的数据传输在RET置一时进行，RST的输入信号有两种功能，首先是将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提供终止单字节或者多字节数据的传输手段，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，若RST置低时，终止此次数据传送I/O引脚变为高组态。

写保护位：在任何写操作前都要写DS1302WRITE（0x8e,0x00）。

在初始化时，要用到的，然后写入数据以后再用写保护功能启用（0X8E,0X80）unsigned char code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x8b,0x87, 0x89, 0x8d};unsigned char code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x8a, 0x86, 0x88,0x8c};这是对数据的读和写控制命令。

//---DS1302时钟初始化2013年12月31日星期二09点00分00秒---////---存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码---//unsigned char TIME[7] = {0x00, 0x00, 0x09, 0x02,0x31, 0x12, 0x13};时钟/日历包含在7个寄存器中，数据在时钟/日历寄存器中是二进制编码的十进制格式存储的，也就是常说的BCD码存储的。

void Ds1302ReadTime()//ds1302实时读取命令。

{uchar n;for (n=0; n<7; n++)//读取7个字节的时钟信号：分秒时日月周年{TIME[n] = Ds1302Read(READ_RTC_ADDR[n]);}}这是读取时钟的函数定义。

设计流程：1.关闭写保护2.串行输入控制指令3.输入控制指令，完成传输4.可选字节格式：（一般模式）5.突发模式6.打开写保护c.按键设计这里的按键的操作方式是这样的：当需要调节时间的时候，先按下K3，进入调节状态，按K1的时候是对各个调节位进行选择，顺序分别是秒，分，时，周，日，月，年。

当选好了要调节的位的时候，再看下K2进行具体的调节，当短按，也就是按一次松开的情况下，可以每次只跳变一个数，当按住不放时，数字开始一直跳变，呈加的形式，这样就具有了长按的功能，一切都调节结束以后再按下K3，让时钟初始化，读入给定调节的数据，进行从这个时刻的时间开始，当需要知道现在是什么时间的时候，只要按下K4，就能听到现在的时间，由于12C芯片的ROM是60K的，而语音文件的容量很大，所以只能播报：“现在是某某时某某分”下面分别来介绍，这些功能是如何完成的。

对于K3，设定的是连接P3.2口，并用一个外部中断0，当按键按下时启用外部中断，同时进行延时，再判断按键是否真的按下，如果按下的话，将setstate 也就是时钟设定的变量取反，这样就将进入时钟调节状态，（因为程序设计中当state=0时进行时钟值的读取，当state=1时不进行读取。

）这里用的是外部中断0要设IT0=1，EX0=1，EA=1.对于K1，先进行延时消抖，再进行将setplace加1，setplace是放在TIME[]中的，表示TIME[]中的各个位的对应数，这里对于长按的设计是while((i<200)&&(K1==0)) //检测按键是否松开，并且可以实现长按的效果。

{Delay1ms(1);i++;}使用在按键时间超过2S以后才开始++计数。

实现长按的功能，对于K2是在进行了选位的选择以后，开始的进行的每个位的具体的数字的调整，由于要给入DS1302的数据是BCD码，所以先进行转化，然后进行各个位的判断秒和分只能到59，时只能到23，日到31，月和年只到12，周只能到7，当大于额定值并且place=给定的位对应的数字的时候就可以了，例如：if((TIME[SetPlace]>=0x60)&&(SetPlace<2)) //分秒只能到59{TIME[SetPlace]=0;}对于K4的设计，K4使用的是外部中断1，接P3.3口，当按下的时候进行消抖处理，首先这里设定空数组buff[9]用来存放每次要读的声音，这个顺序是这样的，Buff[9]{现在是，X，十，X，时，X，十，X，分}读的顺序是先读buff[0]里的数据到song_state变量中，然后再进行判断选择，将buff[0]对应的信息找到相应的MAX和datax中存入其中，而存完了以后要对一个设定的变量N加一，当有的时候时间是1时1分的时候，前面的十位就不用显示了，只要显示个位就好了，所以要进行一下判断和选择，这些都做好了以后，再将长度放入一个变量中，并将T0开启，TMOD=0X02，TL0=0X83=TH0，ET0=1，TR0=1，并将PCA的捕捉匹配功能开启CR=1，if (TIME[2]/16==0) //以下的程序是对BUFF中的数据进行赋值。