项目12简易万年历

1、项目12 简易万年历学习目标1、 通过对万年历的设计，进一步熟练掌握单片机编程的方法和思想;2、 通过对万年历的设计，掌握时钟芯片DS1302的使用方法;3、 通过对万年历的设计，增强对单片机的兴趣及动手能力，并在此过程中学会对程序的逐步调试;项目导入图1 总体框架图利用DS1302芯片进行计时，并且可以与单片机进行数据交换；8位8段数码管作为显示部分。相关知识DS1302是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片,内含有一个实时时钟、日历和31 字节静态RAM，通过简单的串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A

2、M/PM 指示决定采用24 或12 小时格式。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需用到三个口线:1-RES 复位，2-I/O 数据线，3-SCLK串行时钟。时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信。DS1302应用原理图如图2所示：图2 DS1302原理图各引脚功能如下：Vcc1：主电源；Vcc2：备份电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2< Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；I/O：三线接口时的双向数据线； CE：输入信号，

3、在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。表-1 DS1302管脚X1 X232.758KHz晶振管脚GND地RST复位I/O数据输入/输出引脚SCLK串行时钟Vcc1 Vcc2电源供电管脚(1) 时钟芯片DS1302的工作原理： 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/写时序如下图所示。为DS1302的控制字，此控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行读/写时RAM

4、=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6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。(2) DS1302的控制字节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，

5、位6如果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表-2 DS1302的控制字格式 RAM RD 1 A4 A3 A2 A1 A0 / CK /WR (3) 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。如下图1所示 图3 DS1302读/写时序图(4) DS1302的寄存器DS

6、1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表-3。表-3 DS1302的日历、时间寄存器写寄存器读寄存器Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒82H83H10分分84H85H12/010时时/PM86H87H0010日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH10 年年8EH8FHWP0000000此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄

7、存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0HFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。 任务实施(1)硬件设计工作原理最基本部分是利用DS1302芯片的时钟功能，单片机只需要给DS1302初值，然后不断的从DS1302中读取数据并在数码管中显示，减少了单片机内部资源的占用。图4 系统硬件原理图(2)软件设计程序文件1：/ 1)-DS1302.H#ifndef _DS1302_H_#def

8、ine _DS1302_H_/-包含头文件-/#include<reg51.h>#include<intrins.h>/-重定义关键词-/#ifndef uchar#define uchar unsigned char#endif#ifndef uint #define uint unsigned int#endif/-定义ds1302使用的IO口-/sbit DSIO=P34;sbit RST=P35;sbit SCLK=P36;/-定义全局函数-/void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat);uchar Ds1302Read(uch

9、ar addr);void Ds1302Init();void Ds1302ReadTime();/-加入全局变量-/extern uchar TIME7;/加入全局变量#endif程序文件2：/ 2)-DS1302.c#include"ds1302.h"/-DS1302写入和读取时分秒的地址命令-/-秒分时日月周年 最低位读写位;-/uchar code READ_RTC_ADDR7 = 0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d; uchar code WRITE_RTC_ADDR7 = 0x80, 0x82, 0x84, 0x86

10、, 0x88, 0x8a, 0x8c;/-DS1302时钟初始化2013年1月1日星期二12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-/uchar TIME7 = 0, 0, 0x12, 0x01, 0x01, 0x02, 0x13;/* 函 数 名 : Ds1302Write* 函数功能 : 向DS1302命令（地址+数据）* 输 入 : addr,dat* 输 出 : 无*/void Ds1302Write(uchar addr, uchar dat)uchar n;RST = 0;_nop_();SCLK = 0;/先将SCLK置低电平。_nop_();RST

11、 = 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

12、_nop_();/* 函 数 名 : Ds1302Read* 函数功能 : 读取一个地址的数据* 输 入 : addr* 输 出 : dat*/uchar Ds1302Read(uchar addr)uchar n,dat,dat1;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

13、取数据_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿时，放置数据_nop_();_nop_();for(n=0; n<8; n+)/读取8位数据dat1 = DSIO;/从最低位开始接收dat = (dat>>1) | (dat1<<7);SCLK = 1;_nop_();SCLK = 0;/DS1302下降沿时，放置数据_nop_();RST = 0;_nop_();/以下为DS1302复位的稳定时间,必须的。SCLK = 1;_nop_();DSIO = 0;_nop_();DSIO = 1;_nop_();return dat;/* 函 数 名 :

14、Ds1302Init* 函数功能 : 初始化DS1302.* 输 入 : 无* 输 出 : 无*/void Ds1302Init()uchar n;Ds1302Write(0x8E,0X00); /禁止写保护，就是关闭写保护功能for (n=0; n<7; n+)/写入7个字节的时钟信号：分秒时日月周年Ds1302Write(WRITE_RTC_ADDRn,TIMEn);Ds1302Write(0x8E,0x80); /打开写保护功能/* 函 数 名 : Ds1302ReadTime* 函数功能 : 读取时钟信息* 输 入 : 无* 输 出 : 无*/void Ds1302ReadTim

15、e()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TIMEn = Ds1302Read(READ_RTC_ADDRn);程序文件3：/ 2)-main.c-* 实 验 名 : DS1302时钟显示试验* 实验说明 : 数码管显示时钟信息* 连接方式 : 见连接图* 注 意 : */#include<reg51.h>#include"ds1302.h"/-定义使用的IO-/#define GPIO_DIG P0sbit LSA=P22;sbit LSB=P23;sbit LSC=P24;/-定义全局变量-/un

16、signed char code DIG_CODE17=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F的显示码unsigned char DisplayData8;/用来存放要显示的8位数的值/-声明全局变量-/void DigDisplay();/* 函 数 名 : main* 函数功能 : 主函数* 输 入 : 无* 输 出 : 无*/void main()Ds1302Init();while(1)Ds1302Re

17、adTime();DisplayData0 = DIG_CODETIME2/16;/时DisplayData1 = DIG_CODETIME2&0x0f; DisplayData2 = 0x40;DisplayData3 = DIG_CODETIME1/16;/分DisplayData4 = DIG_CODETIME1&0x0f;DisplayData5 = 0x40;DisplayData6 = DIG_CODETIME0/16;/秒DisplayData7 = DIG_CODETIME0&0x0f;DigDisplay();/* 函 数 名 : DigDisplay

18、* 函数功能 : 使用数码管显示* 输 入 : 无* 输 出 : 无*/void DigDisplay()unsigned char i;unsigned int j;for(i=0;i<8;i+)switch(i) /位选，选择点亮的数码管，case(0):LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;/显示第0位case(1):LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;/显示第1位case(2):LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;/显示第2位case(3):LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;/显示第3位case(4):LSA=0;LSB=0

19、;LSC=1; break;/显示第4位case(5):LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;/显示第5位case(6):LSA=0;LSB=1;LSC=1; break;/显示第6位case(7):LSA=1;LSB=1;LSC=1; break;/显示第7位GPIO_DIG=DisplayDatai;/发送段码j=50; /扫描间隔时间设定while(j-);GPIO_DIG=0x00;/消隐知识拓展DS12887是美国达拉斯半导体公司推出的并行时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前 IBM AT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中