基于单片机AT89C51实时时钟设计.docx
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基于单片机AT89C51实时时钟设计
基于单片机AT89C51
----实时时钟设计
学号
姓名
一．系统分析
本电路是由AT89C51单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在4.5V超低压工作；显示部分用LCD1602实现，能够同时显示16x02即32个字符；闹钟部分由蜂鸣器构成，蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V~5.5V.采用三线接口与单片机进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能，本设计中为DS1302增加了备用电池，当主电源掉电时，备用电池自动为其供电；温度的采集由DS18B20构成；当闹铃时间到时，通过蜂鸣器播放闹铃铃声。
二.系统功能框图的设计
三.系统硬件设计本设计采用的元器件如下：
单片机AT89C51
LM016L
DS1302
晶振CRYSTAL
DS18B20
24C02C
电容CAP
电解电容CAP-ELEC
电阻RES
排阻RESPACK-8
按键BUTTON
四.系统软件设计（流程图和软件设计）
主程序流程图
时间调整程序流程图
定时闹铃程序流程图
C程序：
#include
#include"intrins.h"
#include"24c02.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
//闹钟显示缓冲区
codeucharalarm_one[]="Hello,L.WHou";
codeucharalarm_two[]="GOODMORNINGHLW";
codeucharw1[]={0x01,0x03,0x1D,0x11,0x1D,0x03,0x01,0x00};
codeuintcyc[]={1800,1600,1440,1351,1200,1079,960};//音阶1-7的半周期数
codeuchartone[]={13,15,16,16,15,16,13,12,12,13,15,16,16,15,16,13,13,13,15,16,
16,15,16,13,12,12,15,13,12,13,12,11,12,6,6,12,15,13,12,6,6,15,13,12,13,12,11,
12,6,5,6,0xff};//乐曲《康定情歌》的简谱表
codeuchartime[]={8,8,8,4,4,8,8,12,4,8,8,8,4,4,8,16,8,8,8,8,4,4,8,8,12,4,8,8,4,
4,4,4,8,24,8,24,8,24,8,16,8,8,8,4,4,4,4,8,16,8,32};//节拍表
ucharH0,L0,cnt;
ucharcodetabe1[]="20--";//液晶一直显示的字符
ucharcodetabe2[]=":
:
";
ucharcodetabe3[]="Alarmset:
";
ucharmiao,fen,shi,nian,yue,ri,week,wendu_shi,wendu_ge,wendu_shu,variate,alarm_shi,alarm_fen,alarm_miao;
ucharflag=1,count=0,flag_up=0,flag_down=0,flag_alarm=0,alarm_on,alarm_count=0,done=0;
uintwendu;
//定义IO
sbitDQ=P1^0;//ds18b20温度传送数据IO口
sbitds1302_rst=P1^1;//1302复位
sbitds1302_io=P1^2;//数据输入输出
sbitds1302_sclk=P1^3;//串行时钟
sbitalarm_out=P3^6;
sbitlcd1602_rs=P2^0;//1602命令、数据选择
sbitlcd1602_rw=P2^1;//1602写
sbitlcd1602_e=P2^2;//1602使能
sbitset=P2^4;//选择按键
sbitup=P2^5;//加
sbitdown=P2^6;//减
sbitnao=P2^7;
sbitACC0=ACC^0;
sbitACC7=ACC^7;
sbitMODE=P3^2;
//延时
voiddelay（ucharx）
{
uchary,z;
for（z=x;z>0;z--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voiddelay1（）
{
_nop_（）;
_nop_（）;
}
voiddelay2（uintms）
{
uinti,j;
for（j=0;jfor（i=0;i<120;i++）;
}
ds18b20_delay（ucharxus）//延时xus
{
while（xus--）;
return0;
}
/**********************ds18b20***********************/
voidds18b20_init（）//DS18B20初始化
{
ucharx=0;
DQ=1;
ds18b20_delay（8）;
DQ=0;
ds18b20_delay（80）;
DQ=1;
ds18b20_delay（14）;
x=DQ;
ds18b20_delay（20）;
}
voidwrite_onechar（uchardat）//写一字节
{
uchari;
for（i=8;i>0;i--）
{
DQ=0;
if（dat&0x01==0x01）
DQ=1;
else
DQ=0;
ds18b20_delay（5）;
DQ=1;
ds18b20_delay
（1）;
dat>>=1;
}
}
ucharread_onechar（）//读一字节
{
ucharvalue=0,i;
for（i=8;i>0;i--）
{
value>>=1;
DQ=0;
ds18b20_delay
（1）;
DQ=1;
if（DQ==1）
value|=0x80;
else
value&=0x7f;
ds18b20_delay（4）;
}
returnvalue;
}
uintread_wendu（）//DS18B20读温度
{
uchara=0,b=0;
uintwen=0x0000;
ds18b20_init（）;//初始化
write_onechar（0xcc）;//跳过读序号列号的操作
write_onechar（0x44）;//启动温度转换
ds18b20_delay（150）;
ds18b20_init（）;//初始化
write_onechar（0xcc）;//跳过读序号列号的操作
write_onechar（0xbe）;//读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度
ds18b20_delay（150）;
b=read_onechar（）;//读取温度值低位
a=read_onechar（）;//读取温度值高位
wen=a;
wen=（wen<<8）|b;
returnwen;
}
/**********************ds1302***************************/
voidwrite_byte（uchardat）//写一字节
{
uchark;
ACC=dat;
for（k=8;k>0;k--）
{
ds1302_io=ACC0;
ds1302_sclk=0;//拉低sclk
ds1302_sclk=1;//拉高sclk
ACC>>=1;
}
}
ucharread_byte（）
{
uchark;
for（k=8;k>0;k--）
{
ACC7=ds1302_io;
ds1302_sclk=1;//拉高sclk
ds1302_sclk=0;//拉低sclk
ACC>>=1;
}
returnACC;
}
voidds1302_write（ucharadd,uchardate）
{
ds1302_rst=0;
ds1302_sclk=0;//在rst没拉高之前先把sclk置0
ds1302_rst=1;
write_byte（add）;
write_byte（date）;
ds1302_sclk=1;
ds1302_rst=0;
}
uchards1302_read（ucharadd）
{
uchartemp;
ds1302_rst=0;
ds1302_sclk=0;//在rst没拉高之前先把sclk置0
ds1302_rst=1;
write_byte（add）;
temp=read_byte（）;
ds1302_sclk=1;
ds1302_rst=0;
returntemp;
}
voidds1302_init（）//ds1302初始化
{
ds1302_rst=0;
ds1302_sclk=1;
ds1302_write（0x8e,0x00）;//写允许
ds1302_write（0x80,0x58）;
ds1302_write（0x82,0x56）;
ds1302_write（0x84,0x09）;
ds1302_write（0x86,0x12）;
ds1302_write（0x88,0x05）;
ds1302_write（0x8a,0x05）;
ds1302_write（0x8c,0x12）;
ds1302_write（0x8e,0x80）;//写保护
}
/***************************lcd1602***************************/
voidlcd_write_com（ucharcom）//命令字写入lcd单元中
{
lcd1602_rw=0;
delay1（）;
lcd1602_rs=0;//RW=1，RS=0，写LCD命令字
delay1（）;
P0=com;//将com中的命令字写入LCD数据口
delay1（）;
lcd1602_e=1;//E端时序
delay1（）;
lcd1602_e=0;
delay1（）;
lcd1602_rw=1;
delay（5）;
}
voidlcd_write_date（uchardate）//数据写入lcd单元中
{
lcd1602_rw=0;
delay1（）;
lcd1602_rs=1;//RW=0，RS=1，写LCD命令字
delay1（）;
lcd1602_e=1;//E端时序
delay1（）;
P0=date;//将dat中的显示数据写入LCD数据口
delay1（）;
lcd1602_e=0;
delay1（）;
lcd1602_rw=1;
delay（5）;
}
voidlcd1602_init（）//LCD初始化函数
{
ucharlcdnum;
P3=0xdf;
lcd_write_com（0x38）;
lcd_write_com（0x0c）;
lcd_write_com（0x06）;
lcd_write_com（0x01）;
lcd_write_com（0x80）;
for（lcdnum=0;lcdnum<8;lcdnum++）//写第一行数据
{
lcd_write_date（tabe1[lcdnum]）;
delay
（2）;
}
lcd_write_com（0x80+0x40）;//写入第二行数据
for（lcdnum=0;lcdnum<13;lcdnum++）
{
lcd_write_date（tabe2[lcdnum]）;
delay
（2）;
}
}
/****************************显示部分*****************************/
voidwrite_time1（ucharadd,uchardate）//日期送显示
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
lcd_write_com（0x80+add）;
lcd_write_date（0x30+shi）;
lcd_write_date（0x30+ge）;
}
voidwrite_time2（ucharadd,uchardate）//时间送显示
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;
ge=date%10;
lcd_write_com（0x80+0x40+add）;
lcd_write_date（0x30+shi）;
lcd_write_date（0x30+ge）;
}
ucharbcd_decimal（ucharbcd）//bcd转换十进制
{
uchardecimal;
decimal=bcd>>4;
decimal=decimal*10+（bcd&=0x0f）;
returndecimal;
}
voidwendu_decimal（uintdat）//温度转换后送显示
{
floattemp;
temp=dat*0.625;//dat*0.0625*10
wendu_shi=temp/100;//取十位temp除不用定义类型
wendu_ge=（（uint）temp）%100/10;//取个位temp求模要定义类型,为
//16位，故定义uint
wendu_shu=（（uint）temp）%100%10;//取小数
lcd_write_com（0x80+0x40+10）;//送显示
lcd_write_date（0x30+wendu_shi）;
lcd_write_date（0x30+wendu_ge）;
lcd_write_date（0x2e）;
lcd_write_date（0x30+wendu_shu）;
lcd_write_date（0xdf）;//温度符号
lcd_write_date（0x43）;
}
voidwrite_week（ucharwe）//星期送显示
{
lcd_write_com（0x80+0x0d）;
switch（we）
{
case1:
lcd_write_date（'M'）;
lcd_write_date（'O'）;
lcd_write_date（'N'）;
break;
case2:
lcd_write_date（'T'）;
lcd_write_date（'U'）;
lcd_write_date（'E'）;
break;
case3:
lcd_write_date（'W'）;
lcd_write_date（'E'）;
lcd_write_date（'D'）;
break;
case4:
lcd_write_date（'T'）;
lcd_write_date（'H'）;
lcd_write_date（'U'）;
break;
case5:
lcd_write_date（'F'）;
lcd_write_date（'R'）;
lcd_write_date（'I'）;
break;
case6:
lcd_write_date（'S'）;
lcd_write_date（'A'）;
lcd_write_date（'T'）;
break;
case7:
lcd_write_date（'S'）;
lcd_write_date（'U'）;
lcd_write_date（'N'）;
break;
}
}
voidlcd_write_com1（ucharcom,bitrs）//命令字写入lcd单元中
{
lcd1602_rs=rs;
lcd1602_rw=0;//RW=1，RS=0，写LCD命令字
P0=com;
delay1（）;
delay1（）;//将com中的命令字写入LCD数据口
lcd1602_e=0;
delay1（）;
delay1（）;
lcd1602_e=1;//E端时序
delay1（）;
delay1（）;
lcd1602_e=0;
delay1（）;
delay1（）;
}
/***************LCD1602闹钟显示函数******************/
voiddisplay_1602_alarm（）
{
uchari,j,k;
P3=0xdf;
lcd_write_com（0x38）;
lcd_write_com（0x0c）;
lcd_write_com（0x06）;
lcd_write_com（0x01）;
lcd_write_com（0x80）;//液晶显示位置
delay2（5）;
for（i=0;i{
lcd_write_date（alarm_one[i]）;
delay2（5）;
}
lcd_write_com1（0x40,0）;
lcd_write_com1（0x40,0）;
for（j=0;j<8;j++）
lcd_write_com1（w1[j],1）;
lcd_write_com1（0x80+0x0f,0）;
lcd_write_com1（0x00,1）;
lcd_write_com（0x80+0x40）;//液晶显示位置
delay2（5）;
for（k=0;k{
lcd_write_date（alarm_two[k]）;
delay2（5）;
}
}
/***********************按键处理***************************/
ucharkey_bcd（ucharkey_decimal）//转成ds1302所需的BCD码
{
uchartemp;
temp=（（（key_decimal/10）&0x0f）<<4）|（key_decimal%10）;
returntemp;
}
voidkey_up_down（）//加减键处理
{
if（up==0）
{
delay
（2）;
flag_up=1;//加更新标志
while（!
up）;
switch（count）
{
case1:
miao++;
if（miao>59）
miao=0;
break;
case2:
fen++;
if（fen>59）
fen=0;
break;
case3:
shi++;
if（shi>23）
shi=0;
break;
case4:
week++;
if（week>7）
week=1;
break;
case5:
ri++;
if（ri>31）
ri=1;
break;
case6:
yue++;
if（yue>12）
yue=1;
break;
case7:
nian++;
if（nian>99）
nian=0;
break;
}
}
if（down==0）//减键处理
{
delay
（2）;
flag_down=1;//减更新标志
while（!
down）;
switch（count）
{
case1:
miao--;
if（miao==255）
miao=59;
break;
case2:
fen--;
if（fen==255）
fen=59;
break;
case3:
shi--;
if（shi==255）
shi=23;
break;
case4:
week--;
if（week<1）
week=7;
break;
case5:
ri--;
if（ri<1）
ri=31;
break;
case6:
yue--;
if（yue<1）
yue=12;
break;
case7:
nian--;
if（nian==255）
nian=99;
break;
}
}
}
voidc02_init（）
{
c_init（）;
alarm_shi=c02_read_add
（1）;//读取闹钟时
delay（200）;
alarm_fen=c02_read_add
（2）;//分
delay（200）;
alarm_miao=c02_read_add（3）;//秒
delay（200）;
alarm_on=c02_read_add（4）;//读取闹钟开关值，为0关，为1开
delay（200）;
}
voidalarm_huan（）//按下闹钟键后，切换界面
{
ucharnum;
lcd_write_com（0x01）;
lcd_write_com（0x80）;
for（num=0;num<10;num++）//写第一行数据
{
lcd_write_date（tabe3[num]）;
delay
（2）;
}
lcd_write_com（0x0f）;
write_time2（4,alarm_shi）;
lcd_write_date（0x3a）;
write_time2（7,alarm_fen）;
lcd_write_date（0x3a）;
write_time2（10,alarm_miao）;
if（alarm_on==0）
{
lcd_write_com（0x80+0x40+13）;
lcd_write_date（'O'）;
lcd_write_date（'F'）;
lcd_write_date（'F'）;
}
if（alarm_on==1）
{
lcd_write_com（0x80+0x40+13）;
lcd_write_date（''）;
lc
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