毋岩毕业设计正文基于单片机设计的数字电子钟Word文档格式.docx
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Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中Vcc1连接到备份电，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。
DS1302由Vcc1或Vcc2中较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电；
当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
2.1.1.2.DS1302数据操作原理
DS1302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿被输出。
无论是读周期还是写周期，开始8位指定40存器中哪个将被访问到。
在开始8个时钟周期，把命令字节装入移位寄存器之后，另外的始终周期在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。
时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字数。
如果在传送过程中置RST脚为低电平，则会中止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。
上电运行时，在Vcc≧2.5V之前，RST脚必须保持低电平。
只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
DS1302的引脚及内部结构图如图2-1所示。
图2-1DS1302引脚图及内部结构
DS1302的引脚功能如表2-1所示。
表2-1DS1302引脚功能
引脚号
引脚名称
功能
1
Vcc2
主电源
2，3
X1，X2
震荡源，外接32.768kHz晶振
4
GND
地线
5
RST
复位/片选线
6
I/O
串行数据输入/输出端（双向）
7
SCLK
串行数据输入端
8
Vcc1
后备电源
DS1302的控制字如图2-2所示。
控制字节的最高有效位（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5～1（A4～A0）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入/输出。
图2-2DS1302的控制字
DS1302的读写时序如图4所示。
为了提高对32个地址的寻址能力（地址/命令位1～5=逻辑1），可以把时钟/日历或RAM寄存器规定为多字节（burst）方式。
位6规定时钟或RAM，而位0规定读或写。
在时钟/日历寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存储数据。
在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。
必须按数据传送的次序写最先的8个寄存器。
但是，当以多字节方式写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节，不管是否写了全部31字节，所写的每一字都将传送至RAM。
图2-3DS1302数据读/写时序
DS1302共有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2-5，其中奇数为读操作，偶数为写操作。
表2-2内部寄存器地址和内容
寄存器名
命令字节
取值范围
寄存器内容
写
读
3
2
秒寄存器
80H
81H
00～59
CH
10s
SEC
分寄存器
82H
83H
10min
MIN
[小]时寄存器
84H
85H
00～23或01～12
12/24
10A/P
HR
日期寄存器
86H
87H
01～28，29，30，31
10DATE
DATE
月份寄存器
88H
89H
01～12
10M
MONTH
周寄存器
8AH
8BH
01～07
DAY
年寄存器
8CH
8DH
00～99
10YEAR
YEAR
时钟暂停：
秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。
当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。
通常在对DS1302进行写操作时（如进入时钟调整程序），停止振荡。
当它为0时，时钟将开始启动。
AM-PM/12-24小时方式：
小时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。
它为高电平时，选择12小时方式。
在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平表示AM。
在24小时方式下，位5为第二个10小时位（20～23h）。
DS1302的晶振选用32.768kHz，电容推荐值为6pF，因为振荡频率较低，也可以不接电容，对记时精度影响不大。
2.2.STC89C52单片机
2.2.1.STC89C52单片机概述
STC89C52系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路。
2.2.2.STC89C52单片机特点
工作电压：
5.5V-3.5V（5V单片机）；
增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；
工作频率范围：
0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz；
用户应用程序空间4K//8K/16k/32K/64K字节；
片上集成1280字节RAM；
通用I/O口（32/36个），复位后为准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）；
ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器。
每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA；
可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
有EEPROM功能；
看门狗；
内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）；
时钟源：
外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器；
用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟；
常温下内部R/C振荡器频率为：
5.0V单片机为：
11MHz～17MHz；
共4个16位定时器，两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器,再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器；
外部中断I/O口4路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块，PowerDown模式可由外部中断唤醒；
通用全双工异步串行口（UART）；
工作温度范围：
-40~+85℃（工业级）/0~75℃（商业级）；
封装：
PDIP-40,PLCC-44。
2.2.3.STC89C52单片机管脚及封装
STC89C52单片机有多种封装形式，本设计中选用40DIP封装，其管脚定义如图2-4所示。
图2-4STC89C52管脚图
2.3.硬件电路设计
2.3.1.单片机电路
如图2-5所示，单片机采用STC89C52芯片，电路采用11.0592MHz外部无源晶体，振荡电容采用20pF。
复位电路采用10uF（C1）电容和10K（R2）组成的阻容复位电路。
图2-5单片机电路
单片机管脚连接标号中，P00—P07为液晶屏数据线，P25—P27为液晶屏控制线。
标号RXD和TXD是单片机的异步串行通信引脚，用于单片机程序的ISP下载。
2.3.2.DS1302时钟电路
DS1302时钟电路如图2-6所示，其中BT1是后备电池，以保证在主电源掉电时时钟依然运行。
Y2是时钟晶振，因为频率较低，故可以不加电容。
R10—R12为上拉电阻。
DS1302通过SCLK、I/O和RST管脚和单片机相连。
图2-6DS1302时钟电路
2.3.3.液晶屏显示电路
显示部分采用SMC1602液晶屏进行数据显示，其主要技术参数为：
表2-3液晶屏技术指标
接口信号说明如表2-4所示。
表2-4液晶屏接口信号说明
与单片机接口电路如图2-7所示。
图2-7LCD与单片机接口电路
2.3.4.按键电路
U盘驱动芯片CH375不仅提供了与USB设备的硬件连接，还内置了文件系统底层程序，使得读、写U盘中的文件变得容易。
图中CH375使用12MHz外部晶体，振荡电容为20pF。
管脚连接标号D0—D7是与单片机并口进行数据传输的数据线，CH375INT为单片机提供中断信号，CH375CS、CH375A0、CH375WR和CH375RD是控制信号线。
CH375通过RU2和RU3两个电阻与U盘的UD+和UD-数据线连接，同时通过LU发光管输出U盘状态。
2.3.5．键盘驱动电路
键盘驱动电路如图2-8所示。
图2-8键盘驱动程序
电路使用与单片机管脚直接相连的按键实现键盘。
当按键按下时管脚为低电平，无按键时为高电平。
单片机采用查询方式获取按键信息。
2.3.6.闹铃电路
图2-9闹铃电路
闹铃电路由单片机管脚驱动蜂鸣器和报警灯实现，当闹铃时间到时，蜂鸣器鸣响，红灯报警。
2.3.7.电源电路
本设计采用USB接口供电，电源电压5V。
同时，USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。
其电路原理如图2-10所示。
图2-10供电及程序下载电路
2.3.8.总电路图
经上所述，画出总电路图，图2-11
图2-11总电路图
3.软件设计
3.1.软件流程图
本设计软件流程如图3-1所示。
图3-1软件流程图
3.2.时间调整程序设计
调整时间用4个调整按纽，1个作为移位、控制用，另外2个作为加个减用，分别定义为时间设置按纽、加按纽、减按纽。
在调整时间过程中，要调整的位与别的位应该有区别，所以增加了闪烁功能，即调整的位一直在闪烁，直到调整下一位。
闪烁原理就是，让要调整的一位每隔一定时间熄灭一次，比如说50ms。
利用定时器记时，当到达50ms溢出时，就送给该位熄灭符，在下一次溢出时，再送正常显示的值，不断交替，直到调整该位结束。
此时送正常显示值给该位，再进入下一位调整闪烁程序。
3.3.主程序
下面介绍main.c主程序编写。
3.3.1.头文件和一些宏定义
#include<
reg52.h>
math.h>
#include"
1602.h"
DS1302.h"
#defineAMHOURADDR0xC0//存闹铃时的地址
#defineAMMINUTEADDR0xC2//存闹铃分的地址
#defineAMENADDR0xC4//存闹钟使能标志的地址
3.3.2.管脚、常量、变量定义
//定义管脚
sbitLed_Alarm=P2^1;
//报警灯
sbitBeep_Alarm=P2^0;
//蜂鸣器
sbitKey_TMSet=P3^2;
//时间设置
sbitKey_AMSet=P3^3;
//闹铃设置
sbitKey_Up=P3^4;
//上调
sbitKey_Down=P3^5;
//下调
sbitKey_AMEn=P3^6;
//闹铃开关
sbitKey_Review=P3^7;
//查看
//定义标识
volatilebitFlagKeyPress=0;
//有键按下标志
volatilebitFlagShow=0;
//显示标志
volatilebitFlagTMSet=0;
//时间设置状态标志
volatilebitFlagAMSet=0;
//闹铃设置状态标志
volatilebitFlagAMEn=0;
//闹铃使能标志，0为闹铃不使能，1为闹铃使能
volatilebitFlagAlarm=0;
//闹铃状态标志
//按键响应用变量
ucharkeyvalue,keyTMSet,keyAMSet,keyUp,keyDown,keySet,keyAMEn,keyReview;
//DS1302时钟用变量
SYSTEMTIMECurrentTime;
ucharyear,month,day,hour,minute,second;
ucharAMhour,AMminute,AMStart;
//报警及存储用变量
//char*pSave;
//字符串显示用变量
ucharstr1[6]="
000000"
;
ucharDate[9]="
00-00-00"
Time[9]="
00:
00"
ucharhide,SetNum;
uintCounter;
3.3.3.函数声明
//函数声明
voidint2str（intx,char*str）;
voidDelay1ms（unsignedintcount）;
voidData_Init（）;
voidTimer0_Init（）;
voidTimer0_ISR（）;
voidKeyProcess（uintnum）;
3.3.4.各子程序
//整型转字符串的函数，转换范围0--65536
voidint2str（intx,char*str）
{
inti=1;
inttmp=10;
while（x/tmp!
=0）
{
i++;
tmp*=10;
}
tmp=x;
str[i]='
\0'
while（i>
1）
str[--i]='
0'
+（tmp%10）;
tmp/=10;
str[0]=tmp+'
}
voidDelay1ms（unsignedintcount）
{
unsignedinti,j;
for（i=0;
i<
count;
i++）
for（j=0;
j<
120;
j++）;
}
//数据初始化
voidData_Init（）
Beep_Alarm=1;
Led_Alarm=1;
AMStart=0;
keyvalue=0;
keyTMSet=1;
keyAMSet=1;
keyUp=1;
keyDown=1;
keyAMEn=1;
keyReview=1;
hide=0;
Counter=0;
SetNum=0;
//定时器0初始化
voidTimer0_Init（）
ET0=1;
//允许定时器0中断
TMOD=1;
//定时器工作方式选择
TL0=0x06;
TH0=0xf8;
//定时器赋予初值
TR0=1;
//启动定时器
//定时器0中断
voidTimer0_ISR（void）interrupt1using0
//每1秒钟刷新显示一次时间值
Counter++;
if（Counter>
=450）
{
FlagShow=1;
//设定闪烁标志
if（hide==1）hide=0;
elsehide=1;
}
voidKeyProcess（uintnum）
switch（num）
case1:
//TMSet键被按下。
SetNum=0-管设置；
1-年；
2-月；
3-日；
4-时；
5-分；
6-秒，按一下SetNum加1。
if（FlagAMSet==1）//从闹铃时间设置进入当前时间设置
{
FlagAMSet=0;
FlagTMSet=1;
SetNum=1;
}
elseif（FlagTMSet==0）//从正常状态进入当前时间设置
FlagTMSet=1;
else//已经在时间设置状态
SetNum++;
if（SetNum>
=7）//已经设定完毕，则存盘退出
SetNum=0;
FlagTMSet=0;
break;
case2:
//AMSet键被按下。
SetNum=0-关设置；
1-时；
2-分，按一下SetNum加1。
if（FlagTMSet==1）//从当前时间设置进入闹铃时间设置
FlagTMSet=0;
FlagAMSet=1;
//清屏
L1602_string（1,1,"
"
）;
L1602_string（2,1,"
//读出当前闹铃时间并显示
int2str（AMhour,str1）;
L1602_string（2,1,str1）;
int2str（AMminute,str1）;
L1602_string（2,4,str1）;
elseif（FlagAMSet==0）//从正常状态进入闹铃时间设置
FlagAMSet=1;
else//已经在闹铃时间设置状态
=3）//已经设定完毕，则存盘退出并返回正常显示界面
//存入闹铃时间
Write1302（0x8e,0x00）;
//写入允许
Write1302（AMHOURADDR,AMhour）;
Delay1ms（500）;
Write1302（AMMINUTEADDR,AMminute）;
Write1302（0x8e,0x80）;
//写入禁止
AMhour=Read1302（AMHOURADDR）;
AMminute=Read1302（AMMINUTEADDR）;
FlagAMSet=0;
case3:
//Up键被按下
if（FlagTMSet==1）//如果在当前时间设置状态
switch（SetNum）
{
case0:
case1:
//年
if（year<
99）year++;
Write1302（0x8e,0x00）;
DS1302_SetTime（DS1302_YEAR,year）;
Write1302（0x8e,0x80）;
//禁止写入
break;
case2:
//月
if（month<
12）month++;
Write1302（0x8e
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