单片基础技术 3

项目六

电子万年历的Proteus仿真项目六

电子万年历的Proteus仿真项目简介0随着现代生活节奏的不断加快，时间对于我们每个人来说也越来越重要，我们都需要有工具来度量时间。电子万年历作为一种应用广泛的日常计时工具，具有读取方便、显示直观、价格低廉等诸多优点，在当代社会中的应用也越来越广泛，大大方便了人们的生活和工作。我们生活中常见的万年历如图6-1

所示。图6-1

生活中的万年历在本项目中，我们将用DS1302芯片为时间源，液晶显示屏LCD1602为显示，AT89C51为控制器，在Proteus中仿真万年历的应用。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一

绘制单片机与DS1302接口电路原理图一、任务描述应用Proteus软件绘制单片机与DS1302接口电路原理图。二、相关知识

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与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，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302的外部引脚分配如图6-2所示，内部结构如图6-3所示。图6-2

DS1302

引脚排列图6-3

DS1302的内部结构项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路11．DS1302引脚功能DS1302各引脚的功能如表6-1

所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路12．DS1302相关寄存器DS1302有下列几组寄存器：项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路1（1）

DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器（读时81h～8Dh，写时80h～8Ch），存放的数据格式为BCD码形式，如上表6-2所示。

小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式下，位5为1时，表示PM。在24小时模式下，位5是第二个10小时位。

秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为0时，时钟开始运行。

控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路1（2）DS1302有关RAM的地址

DS1302中附加31字节静态RAM的地址如表6-3所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路1（3）

DS1302的工作模式寄存器所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。突发模式寄存器如表6-4所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路1三、任务实施1．

DS1302与单片机接口设计DS1302与单片机的连接仅需要3条线：CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。如图6-4

所示。图6-4

DS1302接口电路项目六

电子万年历的Proteus仿真任务一绘制单片机与DS1302接口电路12．Pruteus仿真DS1302电路Pruteus软件中与DS1302电路连接原理图如图6-5

所示。图中/RST引脚即为图6-4

中的CE引脚。图6-5

DS1302仿真电路项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二

显示电路的搭建一、任务描述应用Proteus软件绘制1602液晶显示器的仿真接口电路。二、相关知识1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。能够同时显示16x02即32个字符（16列2行），它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，也正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。

其实物图如图6-6所示。图6-6

1602液晶实物图项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2（1）接口信号说明目前市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

图6-7

1602引脚排列图项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建21602采用标准的16脚接口，其引脚排列如图6-7

所示，引脚功能如表6-5所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2（2）主要技术参数1602主要技术参数如表6-6所示项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2（3）基本操作时序1602基本操作时序如表6-7

所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2（4）指令码及功能1602指令码及功能如表6-8所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2（4）指令码及功能1602指令码及功能如表6-8所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建2三、任务实施1．应用Proteus软件绘制1602液晶显示器的仿真接口电路1602液晶显示器的仿真接口电路如图6-8所示。图6-8

1602液晶显示器的仿真接口电路项目六

电子万年历的Proteus仿真任务二显示电路搭建22．1602液晶显示器的仿真接口电路元器件清单1602液晶显示器的仿真接口电路元器件清单见表6-9。项目六

电子万年历的Proteus仿真

任务三

电路仿真与调试

一、任务描述

在Protues软件绘制电子万年历仿真电路，编写相应的程序，并下载程序对电路进行仿真与调试。

二、相关知识DS1302是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。DS1302的控制字如图6-9所示。图6-9控制字（即地址及命令字节）项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3

控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到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（A4～A0）：指示操作单元的地址；

位0（最低有效位）：如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。控制字总是从最低位开始输出。

在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。

数据读写时序如图6-10所示。图6-10

DS1302数据读写时序项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3三、任务实施

1.电路搭建（1）电子万年历仿真电路

电子万年历参考电路如图6-11所示。参考图6-11，在proteus7.5软件中建立“Proteus仿真电子万年历参考电路.DSN”项目，并绘制电路图。图6-11

Proteus仿真电子万年历参考电路项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3

（2）

电子万年历仿真电路元器件清单

电子万年历仿真电路元器件清单见表6-10

。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试32．程序设计

（1）参考程序

绘制完电路仿真原理图后，用Proteus软件仿真运行单片机程序，以观察程序运行效果。在Keil软件中建立“DS1302”项目，并编译生成可执行的机器代码文件，如图6-12所示。图6-12

“DS1302”

项目生成HEX文件项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3部分参考程序如下所示。项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3（2）程序调试1)加载HEX文件。

启动Protues7.5软件，打开“电子万年历仿真电路．DSN"项目，在仿真电路中右键单击AT89C51单片机，从弹出的快捷菜单中选择“编辑属性”命令；或者直接双击“AT89C51单片机芯片模块”，弹出“编辑元件”对话框，如图6-13所示。

在“ProgramFile”文本框中载入在keil软件中生成的“DS1302.hex”文件，在“ClockFrequency”文本框中输入11.0592MHz，单击“确定”按钮返回到Proteus设计文件“电子万年历仿真电路．DSN"工作界面。图6-13

编辑元件对话框项目六

电子万年历的Proteus仿真任务三电路仿真调试3

2）运用Proteus硬件仿真电路图进行仿真。

选择菜单[调试]一[执行]命令，或者直接单击仿真工具栏中的仿真启动按钮

，或者直接按<F12>功能键，均能启动功能仿真。仿真效果如图6-14所示。

图6-14

仿真效果项目六

电子万年历的Proteus仿真项目小结41．DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整