电子日历时钟设计

1、目录1题目设计的要求12 系统硬件设计12.1 设计原理12.2 器件的功能与作用12.2.1 MCS51单片机AT89C5112.2.2 串行时钟日历片DS130222.2.3 液晶显示LCD160233 系统软件设计43.1 程序流程43.2 程序代码54 系统仿真调试124.1 仿真原理图设计124.2 仿真运行过程124.3 仿真运行结果135 总结136 参考文献131题目设计的要求通过串行日历时钟芯片DS1302生成当前日期和是时间，通过IO口传输到AT89c52芯片中，然后再将AT89c52接收到的数据输出到LCD上。要求LCD上显示的日期和时间与当前系统时间保持一致。2 系统硬

2、件设计2.1 设计原理图3.1 电路原理图2.2 器件的功能与作用2.2.1 MCS51单片机AT89C51XXAT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATME

3、L的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2.2.2 串行时钟日历片DS1302系统的组成与工作原理:系统由单片机AT89C52，串行日历时钟片DS1302,液晶显示模组LCD1602。DS1302的CLOCK与AT89C52的P1.6相连，RST与P1.5相连，IO与P1.7相连。LCD1602的D0D7与AT89C51的P0.0P.7相连，并接上拉电阻，RS与P2.0相连，RW与P2.1相连，E与P2.2相连。DS1302是DALLAS公司拖出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31个季节静态RAM，通过简单地串

4、行接口与单片机进行通信，实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24小时或12小时格式，DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行方式进行通信，仅需用到RES复位、I/O数据线、SCLK串行时钟3个口线。对时钟、RAM的读/写，可以改用单字节方式或多达31个字节的字符组方式。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息是功率小于1mW。DS1302广泛应用于电话传真、便携式仪器及电池供电的仪器仪表等产品领域中。RT-1602 字符型液晶模块是以两行16个子的5*7点阵吐信来显示字符的液晶显示器。 DS1

5、302有8个引脚：X1、X2：32.768kHz晶振介入引脚。GND：地。RST：复位引脚，低电平有效。I/O：数据输入/输出引脚，具有三态功能。SCLK：串行时钟输入引脚。Vcc1：工作电源引脚。Vcc2：备用电源引脚。DS1302有一个控制寄存器，12个日历，时钟寄存器和31个RAM。控制寄存器控制寄存器用于存放DS1302的控制命令字，DS1302的RST引脚回到高电平后写入的第一个字就为控制命令。它用于对DS1302读写过程进行控制，它的格式如下：表2.1 控制寄存器的格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01RAM/CKA4A3A2A1A0RD/W各项功能说明如下。D7：

6、固定为1D6：RAM/CK位，片内RAM或日历、时钟寄存器选择位，当RAM/CK=1时，对片内RAM进行读写，当RAM/CK=0时，对日历、时钟寄存器进行读写。D5D1：地址位，用于选择进行读写的日历、时钟寄存器或片内RAM。对日历、时钟寄存器或片内RAM的选择。D0：读写位，当RD/W=1时，对日历、时钟寄存器或片内RAM进行读操作，当RD/W=0时，对日历、时钟寄存器或片内RAM进行写操作。日历、时钟寄存器DS1302共有12个寄存器，其中有7个与日历、时钟相关，存放的数据为BCD码形式。日历、时钟寄存器的格式。说明：数据都以BCD码形式表示。小时寄存器的D7位为12小时制/24小时制的选

7、择位，当为1时选择12小时制，当为0时选24小时制。当12小时制时，D5位为1是上午，D5位为0是下午，D4位小时的十位。当24小时制时，D5、D4位为小时的十位。秒寄存器中的CH位为时钟暂停位，当为1时，时钟暂停，为0时，时钟开始启动。写保护寄存器中的WP为写保护位，WP=1时，写保护，当WP=0时，未写保护，当对日历、时钟寄存器或片内RAM进行写时，WP应清零，当对日历、时钟寄存器或片内RAM进行读时，WP一般置1.慢充电寄存器的TCS位为控制慢充电的选择，当它为1010时才能是慢充电工作。DS为二极管选择位。DS为01选择一个二极管，DS为10选择两个二极管，DS为11或00充电器被禁止

8、，与TCS无关。RS用于选择连接在Vcc2与Vcc1之间的电阻，RS为00，充电器被禁止，与TCS无关。2.2.3 液晶显示LCD1602RT-1602采用表中的16 脚接口：第一脚：Vss，电源地。第二脚：VDD，+5V电源。第三脚：VL，液晶显示偏压信号。第四脚：RS，数据/命令选择端，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器。第五脚：R/W,读/写选择端。第六脚：E，使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第七14脚：D0D7，为8位双向数据线。第15脚：BLA，背光源正极。第16脚：BLK，背光源负极。3 系统软件设计3.1 程序流程图4.1 程序流程图3.2 程

9、序代码#include<reg51.h> /包含单片机寄存器的头文件#include<intrins.h> /包含_nop_()函数定义的头文件/*以下是DS1302芯片的操作程序*/unsigned char code digit10="0123456789" /定义字符数组显示数字sbit DATA=P17; /位定义1302芯片的接口，数据输出端定义在P1.7引脚sbit RST=P15; /位定义1302芯片的接口，复位端口定义在P1.5引脚sbit SCLK=P16; /位定义1302芯片的接口，时钟输出端口定义在P1.6引脚/*函数功能：

10、延时若干微秒入口参数：n*/ void delaynus(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i<n;i+);/*函数功能：向1302写一个字节数据入口参数：x*/ void Write1302(unsigned char dat)unsigned char i; SCLK=0; /拉低SCLK，为脉冲上升沿写入数据做好准备delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好准备for(i=0;i<8;i+) /连续写8个二进制位数据DATA=dat&0x01; /取出dat的第0位数据写入1302delaynus(2); /稍微等待

11、，使硬件做好准备SCLK=1; /上升沿写入数据delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好准备SCLK=0; /重新拉低SCLK，形成脉冲dat>>=1; /将dat的各数据位右移1位，准备写入下一个数据位/*函数功能：根据命令字，向1302写一个字节数据入口参数：Cmd，储存命令字；dat，储存待写的数据*/ void WriteSet1302(unsigned char Cmd,unsigned char dat)RST=0; /禁止数据传递SCLK=0; /确保写数居前SCLK被拉低RST=1; /启动数据传输delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好准备Writ

12、e1302(Cmd); /写入命令字Write1302(dat); /写数据SCLK=1; /将时钟电平置于已知状态RST=0; /禁止数据传递/*函数功能：从1302读一个字节数据入口参数：x*/ unsigned char Read1302(void)unsigned char i,dat;delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好准备for(i=0;i<8;i+) /连续读8个二进制位数据dat>>=1; /将dat的各数据位右移1位，因为先读出的是字节的最低位if(DATA=1) /如果读出的数据是1dat|=0x80; /将1取出，写在dat的最高位SCLK=

13、1; /将SCLK置于高电平，为下降沿读出delaynus(2); /稍微等待SCLK=0; /拉低SCLK，形成脉冲下降沿delaynus(2); /稍微等待 return dat; /将读出的数据返回 /*函数功能：根据命令字，从1302读取一个字节数据入口参数：Cmd*/ unsigned char ReadSet1302(unsigned char Cmd)unsigned char dat;RST=0; /拉低RSTSCLK=0; /确保写数居前SCLK被拉低RST=1; /启动数据传输Write1302(Cmd); /写入命令字dat=Read1302(); /读出数据SCLK=1

14、; /将时钟电平置于已知状态RST=0; /禁止数据传递return dat; /将读出的数据返回/*以下是对液晶模块的操作程序*/sbit RS=P20; /寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚sbit RW=P21; /读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚sbit E=P22; /使能信号位，将E位定义为P2.2引脚sbit BF=P07; /忙碌标志位，将BF位定义为P0.7引脚/*函数功能：延时1ms(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒*/void delay1ms()unsigned char i,j; for(i=0

15、;i<10;i+)for(j=0;j<33;j+); /*函数功能：延时若干毫秒入口参数：n*/void delaynms(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i<n;i+)delay1ms();/*函数功能：判断液晶模块的忙碌状态返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙*/bit BusyTest(void)bit result;RS=0; /根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态RW=1;E=1; /E=1，才允许读写_nop_(); /空操作_nop_();_nop_(); _nop_(

16、); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间 result=BF; /将忙碌标志电平赋给resultE=0; /将E恢复低电平return result;/*函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块入口参数：dictate*/void WriteInstruction (unsigned char dictate) while(BusyTest()=1); /如果忙就等待RS=0; /根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令RW=0; E=0; /E置低电平/ 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"_nop_();_nop_(); /空操作两个机器周期，

17、给硬件反应时间P0=dictate; /将数据送入P0口，即写入指令或地址_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间E=1; /E置高电平_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间E=0; /当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令/*函数功能：指定字符显示的实际地址入口参数：x*/void WriteAddress(unsigned char x)WriteInstruction(x|0x80); /显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"/

18、*函数功能：将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块入口参数：y(为字符常量)*/void WriteData(unsigned char y)while(BusyTest()=1); RS=1; /RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据RW=0;E=0; / 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"P0=y; /将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间E=1; /E置高电平_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四个机器周期，给

19、硬件反应时间E=0; /当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令/*函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置*/void LcdInitiate(void)delaynms(15); /延时15ms，首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间WriteInstruction(0x38); /显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间WriteInstruction(0x38);delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间WriteInstruction(0x38); /连续三次，确保初

20、始化成功delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间WriteInstruction(0x0c); /显示模式设置：显示开，无光标，光标不闪烁delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间WriteInstruction(0x06); /显示模式设置：光标右移，字符不移delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间WriteInstruction(0x01); /清屏幕指令，将以前的显示内容清除delaynms(5); /延时5ms，给硬件一点反应时间 /*以下是1302数据的显示程序*/void Display(unsigned char x,unsig

21、ned char y)unsigned char i,j; i=x/10;j=x%10; WriteAddress(y); WriteData(digiti); WriteData(digitj); delaynms(50); /延时1ms给硬件一点反应时间 /*函数功能：主函数*/ void main(void)unsigned char second,minute,hour,day,month,year; /分别储存秒、分、小时，日，月，年unsigned char ReadValue; /储存从1302读取的数据LcdInitiate(); /将液晶初始化WriteAddress(0x0

22、0); /写Date的显示地址,将在第1行第1列开始显示WriteData('D'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x01);WriteData('a'); /将字符常量写入LCD WriteAddress(0x02);WriteData('t'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x03);WriteData('e'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x04);WriteData(':'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x08);

23、/写年月分隔符的显示地址， 显示在第1行第9列WriteData('-'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x0b); /写月日分隔符的显示地址， 显示在第1行第12列WriteData('-'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x40);WriteData('T');WriteAddress(0x41);WriteData('i');WriteAddress(0x42);WriteData('m');WriteAddress(0x43);WriteData('e&#

24、39;);WriteAddress(0x44);WriteData(':');WriteAddress(0x48); WriteData(':'); /将字符常量写入LCDWriteAddress(0x4b); WriteData(':'); /将字符常量写入LCD while(1)ReadValue = ReadSet1302(0x81); /从秒寄存器读数据second=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);/将读出数据转化Display(second,0x4c);

25、/显示秒ReadValue = ReadSet1302(0x83); /从分寄存器读minute=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F); /将读出数据转化 Display(minute,0x49); /显示分ReadValue = ReadSet1302(0x85); /从小时寄存器读hour=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F); /将读出数据转化Display(hour,0x46); /显示小时ReadValue = ReadSet1302(0x87); /从分寄存器读day=(ReadValue&0x70)