基于51的数字时钟.docx
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基于51的数字时钟
目录
1基本要求··········································1页
2方案选择··········································1页
3系统硬件设计······································3页
4软件设计··········································8页
5总结·············································10页
6附件············································11页
1基本要求：
（1）可用内部RTC,也可使用外部日历时钟（如PCF8583）；
（2）能进行年、月、日的计时以及独立的时间显示电路；
（3）能进行星期的显示；
（4）快速校时。
发挥部分举例：
（1）可以进行某年某月某日的备忘预置，到达备忘日期后，该日期可以闪动提示；
（2）可以进行某年某月某日的备忘预置，到达备忘日期后，报警灯闪动；
（3）其他如阴历显示。
2.1单片机选择
方案：
采用51系列单片机，片内全部采用FlashROM，能以3V的超低压工作，该芯片内部为8Kbrom，有89C51的功能，且具有在线编程可察除技术，当对电路进行调试时，由于对程序程序的错误修改或者对程序的新增加的功能进行烧写时，不需要对芯片多次插拔，所以不会对芯片造成损害。
所以选择51系类单片机。
2.2显示选择
方案：
由于电子万年历需要显示年月日以及时分秒以及星期，一块1602显示屏刚好够显示，所以选择1602液晶显示屏。
2.3时钟芯片选择
方案：
采用PCF8583，PCF8583是一块低功耗，且自动读取年月日，时分秒以及星期的I2C时钟芯片，用2.5V—5V的电压能驱动该芯片，且可以自动补偿误差。
2.4最终方案
终上所诉，采用AT89S52作为主控芯片，1602作为显示，以及采用PCF8583作为时钟芯片。
3系统的硬件设计以及实现
3.1电路设计框图
3.2系统硬件概述
本电路有51系列单片机为主控芯片，具有在线编程功能，功耗低等优点，能在3V-5V电压之间工作；时钟芯片为PCF8583，PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工业级内含I2C总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。
PCF8563的多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务，甚至可为单片机提供看门狗功能。
由于要显示年月日，时分秒以及星期。
所以采用1602液晶显示屏刚好能够把这些全部显示完全，并且接口相对较少，操作简单方便。
3.3主要单元电路设计
3.3.1主控电路设计
51系列单片机为40引脚双列直插芯片，有四个I/O口P0，P1，P2，P3，每一个I/O口都能独立的输出或者输入。
这里我们采用的是51单片机开发板。
单片机最小系统入下图所示：
3.3.2时钟电路
PCF8563有16个位寄存器：
一个可自动增量的地址寄存器，一个内置32.768KHz的振荡器（带有一个内部集成的电容）一个分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟）一个可编程时钟输出，一个定时器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400KHzI2C总线接口。
所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。
前两个寄存器（内存地址00H，01H）用于控制寄存器和状态寄存器，内存地址02H~08H用于时钟计数器（秒~年计数器），地址09H~0CH用于报警寄存器（定义报警条件），地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率，地址0EH和0FH分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。
秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器，编码格式为BCD，星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。
当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容被锁存，因此，在传送条件下，可以禁止对时钟日历芯片的错读。
管脚图如图所示：
PCF8583引脚连接：
3.3.3显示模块
1602连接图：
3.3.4键盘
3.3.5总电路
4软件设计
4.1主程序流程图
4.2时钟调整
5设计总结
在调试过程中遇到的问题：
读出来的时间显示不正确。
方法：
把其他的程序暂时先屏蔽掉，单独调试显示程序。
按键不能正确控制时间的加减。
通过这次实践，我们小组能够对平时的编程技术理解更加的透彻，也使我们进一步理解了51单片机的强大，让我们对单片机的兴趣越来越浓厚。
通过这次实践，我们能够更好的实现硬件与软件的结合，也使得我们的配合越来越默契。
程序附件
I2C程序：
/******************************************************************************/
/**
/**模块名：
-------------------IIC.C--------------------------------------
/**-----------------PCF8583实时时钟模块-------------------------*/
/**功能描述：
/**
/**创建人：
日期：
*/
/**修改人：
日期：
*/
/**其他说明：
/******************************************************************************/
#include"Includes.h"//文件包含
/*************************************************
模块级变量申明
*************************************************/
//…………模块级变量申明在这
staticvoidIIC_Start（void）;
staticvoidIIC_Stop（void）;
staticvoidIIC_TxByte（int8utx_byte）;
staticint8uIIC_RxByte（void）;
staticboolIIC_WaitAck（void）;
staticvoidIIC_SendAck（void）;
staticvoidIIC_SendNoAck（void）;
/*************************************************
子函数定义
*************************************************/
/*******************************************************************************
***函数名:
staticvoidIIC_Start（void）
***功能描述:
***全局变量:
NO!
***输入:
NO!
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
StartIIC.
/******************************************************************************/
staticvoidIIC_Start（void）
{
EA=0;//关中断；
SDA=1;//初始化总线；
SCL=1;
NOP（）;
SDA=0;//启动总线；
NOP（）;
SCL=0;//准备数据发送，启动IIC之后传输线全部置0；
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticvoidIIC_TxByte（int8utx_byte）
***功能描述:
发送一个字节；
***全局变量:
NO!
***输入:
tx_byte
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为0；
/******************************************************************************/
staticvoidIIC_TxByte（int8utx_byte）
{//SDA:
0;SCL:
0.
int8ui;
for（i=0;i<8;i++）
{
if（tx_byte&0x80）
SDA=1;//因为Start函数中以把SCL拉低，数据直接发送；
else
SDA=0;
tx_byte<<=1;//因为发送顺序：
由Msb——>Lsb；
SCL=1;
NOP（）;//延时；
SCL=0;
}
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticboolIIC_WaitAck（void）
***功能描述:
发送一个字节；
***全局变量:
NO!
***输入:
tx_byte
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为0；
/******************************************************************************/
staticboolIIC_WaitAck（void）
{//SDA:
U;SCL:
0.
int8uwaitTime=0xff;//设置Ack信号超时数；
SDA=1;//将数据线拉高；
SCL=1;//启动Ack脉冲；
NOP（）;
while（SDA）
{
waitTime--;
if（!
waitTime）
{
SCL=0;//SCL=0;
IIC_Stop（）;
returnFALSE;
}
}
SCL=0;//操作完成后确认SCL为0，此时SDA=0;
returnTRUE;
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticint8uIIC_RxByte（void）
***功能描述:
接收一个字节；
***全局变量:
NO!
***输入:
NO!
***输出:
接收字节：
tmp
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为0；
/******************************************************************************/
staticint8uIIC_RxByte（void）
{//SDA:
0;SCL:
0;
int8utmp=0;
int8ui;
for（i=0;i<8;i++）
{
SCL=0;
SDA=1;//向I/O口写1后准备读入；
NOP（）;
SCL=1;
NOP（）;
tmp<<=1;
if（SDA）
{
tmp|=0x01;
}
}
SCL=0;//SCL=0;
returntmp;
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticvoidIIC_SendAck（void）
***功能描述:
发送应答信号；
***全局变量:
NO!
***输入:
NO!
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为0；
/******************************************************************************/
staticvoidIIC_SendAck（void）
{
SDA=0;
NOP（）;
SCL=1;
NOP（）;
SCL=0;
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticvoidIIC_SendNoAck（void）
***功能描述:
发送非应答信号；
***全局变量:
NO!
***输入:
NO!
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为0；
/******************************************************************************/
staticvoidIIC_SendNoAck（void）
{
SDA=1;
NOP（）;
SCL=1;
NOP（）;
SCL=0;
}
/*******************************************************************************
***函数名:
staticvoidIIC_Stop（void）
***功能描述:
终止IIC传输；
***全局变量:
NO!
***输入:
NO!
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
操作完成后保证SCL为1，同时打开中断；
/******************************************************************************/
staticvoidIIC_Stop（void）
{
SDA=0;//tostopIIC；
SCL=0;
NOP（）;
SCL=1;
NOP（）;
SDA=1;//IICStoped!
!
结束IIC之后传输线全部置1；
EA=1;//SetEA.
}
/*******************************************************************************
***函数名:
externvoidPCF8583_ReadDat（int8uaddrInter,int8unum,int8u*buff）
***功能描述:
对PCF8583读；
***全局变量:
NO!
***输入:
addrInter：
内部寻址；num：
数据长度；buff：
数据缓存；
***输出:
buff数据缓存；
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
IICStart至Stop间传输的字节数不限；
PCF8583内部寄存器地址附自增功能；
/******************************************************************************/
externvoidPCF8583_ReadDat（int8uaddrInter,int8unum,int8u*buff）
{
int8ui;
IIC_Start（）;//启动IICBus；
IIC_TxByte（0xa0）;//PCF8583设备寻址；命令：
写；
IIC_WaitAck（）;//等待Ack信号；
IIC_TxByte（addrInter）;//发送内部寄存器地址；
IIC_WaitAck（）;//等待Ack信号；
IIC_Start（）;//参考PCF读ReadMode时序；
IIC_TxByte（0xa1）;//PCF8583设备寻址，命令：
读；
IIC_WaitAck（）;
for（i=0;i{
buff[i]=IIC_RxByte（）;//读一个字节；
IIC_SendAck（）;//发送应答信号；
}
buff[num-1]=IIC_RxByte（）;
IIC_SendNoAck（）;//最后一个字节发送非应答信号；
IIC_Stop（）;//终止本次传输，IICBus空闲；
}
/*******************************************************************************
***函数名:
externvoidPCF8583_WriteDat（int8uaddrInter,int8unum,int8u*buff）
***功能描述:
对PCF8583写；
***全局变量:
NO!
***输入:
addrInter：
内部寻址；num：
数据长度；buff：
数据缓存；
***输出:
NO!
***创建人：
日期：
***修改人：
日期：
***函数说明:
IICStart至Stop间传输的字节数不限；
PCF8583内部寄存器地址附自增功能；
/******************************************************************************/
externvoidPCF8583_WriteDat（int8uaddrInter,int8unum,int8u*buff）
{
int8ui;
IIC_Start（）;
IIC_TxByte（0xa0）;
IIC_WaitAck（）;
IIC_TxByte（addrInter）;
IIC_WaitAck（）;
for（i=0;i{
IIC_TxByte（buff[i]）;
IIC_WaitAck（）;
}
IIC_Stop（）;
}
/*******************************************************************************
***函数名:
externvoidPCF8583_WriteByte（int8uaddrInter,int8uval）
***功能描述:
对PCF8583写一个字节；
***全局变量:
NO!
***输入:
addrInter：
内部寻址；val：
待写字节数据；
***输出:
NO!
***创建人：
huangtiexiong日期：
2006-11-28
***修改人：
日期：
2006-11-28
***函数说明:
参照PCF8583读时序；
/******************************************************************************/
externvoidPCF8583_WriteByte（int8uaddrInter,int8uval）
{
IIC_Start（）;
IIC_TxByte（0xa0）;
IIC_WaitAck（）;
IIC_TxByte（addrInter）;
IIC_WaitAck（）;
IIC_TxByte（val）;
IIC_WaitAck（）;
IIC_Stop（）;
}
externvoidPCF8583_Init（void）
{
PCF8583_WriteByte（0x00,0x00）;//Controlreg.Alarmdisabled。
}
/*******************************************************************************
****EndOfFile
*******************************************************************************/
4.3.2LCD驱动程序
/******************************************************************************/
/**
/**模块名：
-------------------Virtual_UART.C-----------------------------
/**-----------------虚拟串口调试------------------------------*/
/**功能描述：
/**
/**创建人：
日期：
*/
/**修改人：
日期：
*/
/**其他说明：
/******************************************************************************/
#include"Includes.h"
/*************************************************
模块级变量申明
*******************
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