基于单片机的实时时钟

1、基于单片机的 ds1302 实时时钟一、设计目的本方案设计LCD1602 显示电话拨号按键显示的实验，使用基于AT89C51 单片机，在 lcd1602 上显示按键的数字， 最多依次显示11 位数据，按下数据蜂鸣器会发出声音。二、摘要：通过 lcd1602 显示电话按键显示的数字，按下键盘，蜂鸣器会发出声音进行提示，本次 lcd1602 最多显示 11 位数据。程序设计使用模块化设计关键词 ：单片机，键盘，蜂鸣器， lcd1602 系统三、硬件电路设计1、单片机模块设计本次设计采用的是单片机AT89C51 。芯片共有40 个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口，如图3.1 所示。左边那列逆时针

2、数起，依次为1，2， 3.40，其中芯片的1 脚顶上有一个凹点。在单片机的40 个引脚中，电源引脚2 根，外接晶体振荡器引脚2 根，控制引脚4 根以及 4 组 8 位可编程I/O 引脚 32 根。图 AT89C51 管脚图AT89C51 单片机共有4 组 8 位可编程I/O 口，分别为P0、P1、P2、P3 口，每个口1有 8 位，共 32 根。每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯等，开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。P0口：8位双向 I/O 口线，名称为 P0.0-P0.7 ；P1口：8位准双向 I/O 口线，名称为P1.0-P1.7；P2口：8位准双向 I/O

3、 口线，名称为P2.0-P2.7；P3口：8位准双向 I/O 口线，名称为P3.0-P3.7。本文单片机模块如图所示， 主要是由单片机芯片与晶振和复位电路组成的。是由单片机来控制整个系统，让我们的系统可以正常的运行。2、显示模块LM016L 液晶模块采用HD44780 控制器， HD44780 具有功能较强而又简单的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L 与单片机 MCU 通讯可采用4位或 8位并行传输两种方式， HD44780 控制器是由 2 个 8 bit 的寄存器、显示数据存储（DDRAM ）、指令寄存器（ IR）、RAM（ DR）、地址计数器RAM(AC) 、忙标志（ BF

4、）、字符发生器ROMA（ CGOROM ）以及字符发生器RAM （ CGRAM）组成。其中， DR 是用来寄存数据的；IR 是用来寄存指令码的，它只能够写入而不能够读出。其数据是由内部操作自动地写入到CGRAM 和 DDRAM中来，或者是暂存从 CGRAM 以及 DDRAM 中读出的数据， BF 为 1 时，LED 模块工作于内部模式，既不会接受数据也不会响应外部的操作指令，DDTAM 用来存储显示的字符，能存储80 个字符码，CGROM 由 8 位字符码生成 5*7 点阵字符 160 中和 5*10点阵字符 32 种 .8位字符编码和字符的对应关系，可以查看参考文献（30）中的表 4. CG

5、RAM 是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64 字节，可以自定义8 个 5*7 点阵字符或者4 个 5*10 点阵字符， AC 可以存储 DDRAM 和 CGRAM 的地址，如果地址码随指令写入IR,则 IR 自动把地址码装入 AC，同时选择 DDRAM 或 CGRAM 但愿， LM016L 液晶模块的引脚图如图3.5 所示。图 3.5 1601引脚图2LM016L 引脚介绍：Vss（ 1 脚）：一般接地。Vdd （ 2 脚）：接电源。Vee（ 3 脚）： LED 显示器对比度调整端口，接地时，其对比度达到最高（当对比度过高时，就会产生“鬼影”，若要正常工作， 则可以通过使用一个大小为 1

6、0K 的电位器来调整对比度） ，接电源时，其对比度降至最弱。RS（ 4 脚）：RS 是寄存器选择端口。当接低电平时，选择指令寄存器；接高电平时，选择数据寄存器。R/W （ 5 脚）：R/W 为读写信号线，高电平(1) 时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。E（ 6 脚）： E(或 EN)端为使能 (enable) 端，下降沿使能。Lcd1602 与单片机的接口3、ds1302 时钟芯片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

7、天数可自动调整时钟操作。DS1302 芯片广脚介绍： X1、 X2 为 32.768KHz 晶振管脚。 GND 为地。 RST复位脚。 I/O 数据输入 / 输出引脚。 SCLK 串行时钟。 Vcc1,Vcc2 电源供电管脚。与单片机连接的信号线为：DS1302_SCLK 接 P36;实时时钟时钟线引脚DS1302_IO 接 P34;实时时钟数据线引脚DS1302_RST 接 P35;实时时钟复位线引脚特别注意 DS1302 芯片在读取或写入数据时，都是一位一位传送的，并且每传送一位，SCLK信号线要有一个负跳变。 即单片机对 SCLK 咬先送高电平， 再送低电平。 数据时通过 IO 进行传送

8、的。单片机与 ds1302 接口3四、软件程序模块设计1、Lcd1602 模块程序Lcd1602.h#ifndef _LCD1602_H_#define _LCD1602_H_#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uintunsigned intsbit rs=P26;sbit rw=P25;sbit en=P27;void delay(uchar ms);void busy_wait();void write_lcd_command(uchar cmd);void

9、write_lcd_data(uchar dat);void init_lcd();void lcd_showstring(uchar r,uchar c,uchar *str);#endifLcd1602.c#include<lcd1602.h>code uchar ddram=0x80,0xc0;void delay(uchar ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i<10;i+);void busy_wait()4uchar lcd_status;doP0=0xff;en=0;rs=0;rw=1;en=1;lcd_status=P0;en=0;wh

10、ile(lcd_status&0x80);void write_lcd_command(uchar cmd)busy_wait();en=0;rs=0;rw=0;P0=cmd;en=1;_nop_();en=0;void write_lcd_data(uchar dat)busy_wait();en=0;rs=1;rw=0;P0=dat;en=1;_nop_();en=0;void init_lcd()write_lcd_command(0x38); delay(1);write_lcd_command(0x01); delay(1);write_lcd_command(0x06);

11、delay(1);write_lcd_command(0x0c); delay(1);void lcd_showstring(uchar r,uchar c,uchar *str)uchar i=0;write_lcd_command(ddramr|c);for(i=0;i<16;i+)write_lcd_data(stri);/for(;i<16;i+)/ write_lcd_data(' ');2、ds1302 模块程序Ds1302.h#ifndef _DS1302_H_5#define _DS1302_H_#include<reg51.h>#inc

12、lude<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uintunsigned intuchar datatime7,write_addr7;sbit io=P34;sbit sclk=P36;sbit rst=P35;void ds1302_write(uchar addr,uchar dat);uchar ds1302_read(uchar addr);void ds1302_init();void ds1302_readtime();#endifDs1302.c#include<ds1302.h>uchar datat

13、ime7=0,0x10,0x16,0x21,0x02,0x07,0x16;/ 存取数据 void ds1302_write(uchar addr,uchar dat)uchar n;sclk=0;_nop_();rst=1;_nop_();for(n=0;n<8;n+)io=addr&0x01;addr>>=1;sclk=1;_nop_();sclk=0;_nop_();for(n=0;n<8;n+)io=dat&0x01;dat>>=1;sclk=1;_nop_();sclk=0;_nop_();rst=0;6_nop_();uchar d

14、s1302_read(uchar addr)uchar n,dat,dat1;sclk=0;_nop_();rst=1;_nop_();for(n=0;n<8;n+)io=addr&0x01;addr>>=1;sclk=1;_nop_();sclk=0;_nop_();_nop_();for(n=0;n<8;n+)dat1=io;/ dat=dat>>1;/ dat|=dat1<<7;dat=(dat1<<7)|(dat>>1);sclk=1; _nop_(); sclk=0; _nop_();rst=0;_nop

15、_();sclk=1;_nop_();io=0;_nop_();io=1;_nop_();return dat;void ds1302_init()uchar n,addr=0x80;ds1302_write(0x8e,0x00);7for(n=0;n<7;n+)ds1302_write(addr,datatimen);addr+=2;ds1302_write(0x8e,0x80);void ds1302_readtime()uchar n,addr=0x81;for(n=0;n<7;n+)datatimen=ds1302_read(addr);addr+=2;3、主函数程序模块设

16、计#include<string.h>#define uchar unsigned char#define uintunsigned intuchar *week="sun","mon","tus","wen","thu","fri","sat"uchar lcd_buf_1="data 00-00-00"uchar lcd_buf_2="time 00:00:00"externvoid ds1302_r

17、eadtime();externds1302_init();externvoid init_lcd();externvoid lcd_showstring(uchar r,uchar c,uchar *str);externuchar datatime7;void format_datatime(uchar d,uchar *a)*a=(d>>4)+'0'*(a+1)=(d&0x0f)+'0'void main()init_lcd();/ds1302_init();while(1)ds1302_readtime();format_datati

18、me(datatime6,lcd_buf_1+5);format_datatime(datatime4,lcd_buf_1+8);format_datatime(datatime3,lcd_buf_1+11);strcpy(lcd_buf_1+13,weekdatatime5-1);8/format_datatime(datatime2,lcd_buf_2+5);format_datatime(datatime1,lcd_buf_2+8);format_datatime(datatime0,lcd_buf_2+11);lcd_showstring(0,0,lcd_buf_1);lcd_showstring(1,0,lcd_buf_2);五、模拟仿真图六参考文献1 欧伟明， 何静，凌云 ,刘剑 .单片机原理与应用系统设计 M 北京： 电子工业出版社，2009 ： 268-298.2 楼然苗，李光飞 .单片机课程设计指导 M 北京：北京航空航天大学出版社， 20