达内嵌入式培训单片机的多功能电子万年历设计.pdf

【达内嵌入式培训】单片机的多功能电子万年历设计 引言 随着生活节奏的日益加快，人们的时间观也越来越重，同时对电子钟表、日历的需求也随之提高。因此， 研究实用电子时钟及其扩展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。 本系统程序由主程序、中断服务函数和多个子函数构成。主函数主要完成各子函数和中断函数的初始化。 定时中断函数主要完成时钟芯片的定时扫描及键盘扫描。时钟芯片的读写函数主要是将时间、日历信息读 出来，并把要修改具体值写入时钟芯片内部。 系统的硬件设计与电路原理 电路设计框图 系统硬件概述 本电路是由 AT89S52 单片机为控制核心，具有在线编程功能、低功耗、能在 3V 的超低压工作。时钟电路 由DS1302 提供，它是一种高性能、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，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。 可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长、精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保 存功能。 主控制模块 单片机主控制模块的设计 AT89S52 单片机为 40 引脚双列直插芯片，有四个I/O 口P0 ，P1 ，P2 ，P3 ，MCS-51 单片机共有 4 个 8 位的 I/O 口(P0、P1 、P2 、P3) ，每一条I/O 线都能独立地作输出或输入。 时钟电路模块 时钟电路模块的设计 DS1302 的引脚排列如图 3 所示，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。 图 1 整体电路框图 图2 主控制系统 图3 时钟控制系统 时钟电路模块工作原理 DS1302 在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把 SCLK 端置“0” ，接着把RST 端置“1” ，最后才给予 SCLK 脉冲;读/写时序如图 4 所示。表 1 为 DS1302 的控制字，此控制字的位7 必须置 1，若为0 则不能对 DS1302 进行读写数据。对于位 6，若对程序进行读/写时 RAM=1 ，对时间进行读/写时，CK=0 。位 1 至位 5 指操作 单元的地址。位 0 是读/写操作位，进行读操作时，该位为 1;该位为 0 则表示进行的是写操作。控制字节总 是从最低位开始输入/输出的。表 2 为 DS1302 的日历、时间寄存器内容：“CH”是时钟暂停标志位，当该位 为 1 时，时钟振荡器停止，DS1302 处于低功耗状态;当该位为 0 时，时钟开始运行。“WP”是写保护位，在 任何的对时钟和 RAM 的写操作之前，WP 必须为 0 。当“WP”为 1 时，写保护位防止对任一寄存器的写操 作。【达内嵌入式培训】 DS1302 的控制字 DS1302 的控制字如表 1 所示。控制字节的高有效位(位 7)必须是逻辑 1，如果它为0 ，则不能把数据写入 DS1302 中，位6 如果为 0 ，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据;位 5 至位 1 指示操作单元 的地址;最低有效位(位 0)如为 0 表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输 出。 数据输入输出(I/O) 在控制指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302 ，数据输入从低位即位 0 开始。 同样，在紧跟 8 位的控制指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据，读出数据时从低位0 位到高位 7 。如图4 所示。 表 1 DS1302 的控制字格式 图4 DS1302 读/写时序图 DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 个寄存器，其中有 7