基于DS12887的数字时钟系统设计.docx

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基于DS12887的数字时钟系统设计

基于DS12887的数字时钟系统设计

摘要

数字钟在日常生活中最多见，应用也最普遍。

本次数字时钟电路依照设计要求采纳ds1302和AT89C51单片机来实现时、分、秒24小时计时，采纳六位数码管动态扫描显示。

。

文章的核心要紧从硬件设计和软件编程两个大的方面。

硬件电路设计要紧包括中央处置单元电路、时钟电路、软件用汇编语言来实现，要紧包括主程序、时刻设置子程序等软件模块。

电路大体能实现显示时刻、调整时刻功能达到了设计的要求和目的。

关键词:

AT89C51单片机DS12887液晶显示器模块数字钟

TheDesignOfDS12887single-chipdigitalclock

Abstract

Digitalclockintheirdailylivesthemostcommon,themostextensiveapplications.ThedigitalclockcircuitdesignofdigitalclockpipeaccordingtoachievetherequiredbyAT89C51and,minute,second24-hourtime,theuseofdynamicscanningofsixdigitaltubedisplay.Articlefromthecorehardwaredesignandsoftwareprogrammingofthetwomajoraspects.Hardwarecircuitdesignincludesacentralprocessingunitcircuit,clockcircuit,assemblylanguagesoftwaretoachieve,includingthemainprogram,subroutine,suchasset-uptimesoftwaremodules.Showsthebasiccircuittorealizethetime,adjustingthetimetoachievethreefunctionsofthedesignrequirementsandobjectives.

Keyword：

；DS12887；AT89C51；Single-chip；DigitalClock

1．1引言

运算机的产生加速了人类改造世界的步伐，可是它毕竟体积大。

单片机在这种情形下诞生了。

截止今日，单片机应用技术飞速进展，纵观咱们此刻生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各类仪表的操纵，从运算机的网络通信与数据传输，到工业自动化进程的实时操纵和数据处置，和咱们生活中普遍利用的各类智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。

单片运算机即单片微型运算机。

（Single-ChipMicrocomputer）,是集CPU,RAM,ROM,按时，计数和多种接口于一体的微操纵器。

它体积小，本钱低，功能强，普遍应用于智能产业和工业自动化上。

而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。

这次毕业设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。

本文通过对一个基于单片机的能实现时刻，闹钟等功能的电子时钟的设计学习，详细介绍了单片机应用中的数据转换显示，液晶显示原理。

从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。

系统由AT89C51、DS128872时钟芯片、液晶显示等部份组成，能进行时、分、秒的显示。

也具有年、月、日的显示，定不时刻报警等功能。

人类的生活和工作均离不开时钟。

从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟，从电子表到目前的数字时钟，为了准确的测量和记录时刻，人们一直在尽力改良着计时工具。

钟表的数字化，大力推动了计时的精准性和靠得住性。

在单片机组成的装置中，数字时钟是必不可少的部件。

它的用途十分普遍，只要有计时的存在，便要用到数字时钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，价钱低廉，走时精度高，利用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。

随着人类科技文明的进展，人们关于时钟的要求在不断地提高。

时钟已不单单被看成一种用来显示时刻的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。

高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟进展的趋势。

在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。

此刻是一个知识爆炸的新时期。

新产品、新技术层出不穷，电子技术的进展更是日新月异。

能够毫不夸张的说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变咱们的生活，改变着咱们的世界。

在这快速进展的年代，时刻对人们来讲是愈来愈宝贵，在快节拍的生活时，人们往往忘记了时刻，一旦碰到重要的情形而忘记了时刻，这将会带来专门大的损失。

因此咱们需要一个按时系统来提示这些忙碌的人。

数字化的钟表给人们带来了极大的方便。

近些年，随着科技的进展和社会的进步，人们对数字钟的要求也愈来愈高，传统的时钟已不能知足人们的需求。

多功能数字钟不管在性能仍是在样式上都发生了质的转变，有电子闹钟、数字闹钟等等。

单片机在多功能数字钟中的应用已是超级普遍的，人们对数字钟的功能及工作顺序都超级熟悉。

可是却很少明白它的内部结构和工作原理。

由单片机作为数字钟的核心操纵器，能够通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时刻数据经单片机输出，利用显示器显示出来。

通过键盘能够进行按时、校时功能。

输出设备显示器能够用液晶显示技术和数码管显示技术。

基于MCS-51单片机的数字时钟系统具有显示准确、直观、易于调整等特点。

单片机自诞生以来给全世界人类的生活和工作起到了猛烈的转变，而MCS-51单

片机是我国利用最先、最易把握和应用的一款单片机。

通过该系统的设计，对单片机的原理和功能有个较系统和全面的把握，初步学习到有关工程设计的方式和思路。

如此以后的就业面会加倍宽广，也能够知足现今社会对单片机开发人材的大量需。

纵观传统的电路设计，大部份是采纳分立元件进行设计，既复杂本钱又高。

随着集成化的进展，此刻系统的设计都是在模块化的基础上设计系统的。

本课题是基于智能化和模块化的前提下设计数字时钟的，通过对设计目标的分析，分立出各个模块，然后依照各个模块的功能，选择适当的芯片进行设计的。

2整体设计方案

DS12887芯片

利用并行接口时钟芯片DS12887设计时钟电路。

该设计方案用AT89S51主控，利用并行时钟芯片DS12887为核心计时芯片，组成数字时钟电路。

该电路能够准确计时，还附加许多其它功能，在掉电时能保留用户设置参数和故障状态参数等重要参数。

该设计尽管能完成所要求的任务，综合性能也较好，但其并行接口方式占用大量接口资源。

DS1302芯片

利用串行接口时钟芯片DS1302设计时钟电路。

该设计方案以单片机AT89C51为主控芯片，以串行时钟芯片DS1302为核心计时芯片，组成数字时钟电路。

该电路能准确地计时，其三线接口能够节省接口资源，在断电后不丢失时刻和数据信息。

通过以上两种设计方案的比较,咱们能够看到,设计方案二尽管接口简单,计时靠得住,可是方案一能够保留故障状态综合性能良好。

因此选用第一种设计方案。

ds12887时钟芯片电路

DS12887引脚介绍及接线

AD0-AD7---地址/数据复用总线

NC---空脚

MOT---总线类型数据选择

CS---片选

AS---ALE

R/W---在INTEL总线下作为/WR

DS---在INTEL总线下作为/RD

RESET---复位信号

IRQ---中断请求输出

SQW---方波输出

VCC---+5V电源

GND---电源地

图DS12887芯片引脚图及引脚接线图

AS---ALE地址锁存

DS---当系统选择的是INTEL总线模式时，DS被称作RD。

当它有效时表示

DS12887正在往总线输出数据。

RD信号线在存储器芯片上被称作OE信号线。

CS---当VCC低于时，DS12887从内部禁止对外部CS的操作。

现在，时钟和RAM都被爱惜起来。

IRQ---当中断状态位和对应中断许诺位有效时，IRQ的输出维持为低。

复位和读寄放器都能够清除IRQ中断信号。

没有中断时，IRQ呈高阻抗状态，其他中断源还能够挂接到总线上。

由于IRQ是漏极输出，因此还需接上拉电阻。

RESET---复位脚对时钟日历RAM无效。

系统上点时复位脚要维持低电平200ms以上DS12887才能够正常工作。

当复位脚为低且Vcc高于时以下情形发生：

图DS12887芯片内部结构框图

AT89C51单片机电路

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处置器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器能够反复擦除100次。

该器件采纳ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微操纵器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

外形及引脚排列如下图要紧特性：

图AT89C51外形及引脚排列图

　•与MCS-51兼容

　　•4K字节可编程闪烁存储器

　　•寿命：

1000写/擦循环

　　•数据保留时刻：

10年

　　•全静态工作：

0Hz-24MHz

　　•三级程序存储器锁定

　　•128×8位内部RAM

　　•32可编程I/O线

　　•两个16位按时器/计数器

•5个中断源

钟电路

　　•可编程串行通道

　　•低功耗的闲置和掉电模式

　　•片内振荡器和时

管脚说明：

　　VCC：

供电电压。

　　GND：

接地。

　　P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被概念为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它能够被概念为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，现在P0外部必需被拉高。

　　P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外手下拉为低电平常，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

　　P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄放器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和操纵信号。

　　P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外手下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

　　P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

　　口管脚备选功能

RXD（串行输入口）

　　TXD（串行输出口）

　　/INT0（外部中断0）

　　/INT1（外部中断1）

　　T0（记时器0外部输入）

　　T1（记时器1外部输入）

　　/WR（外部数据存储器写选通）

　　/RD（外部数据存储器读选通）

　　P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些操纵信号。

　　RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要维持RST脚两个机械周期的高电平常刻。

　　ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存许诺的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平常，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于按时目的。

但是要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

现在，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

若是微处置器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每一个机械周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不显现。

　　/EA/VPP：

当/EA维持低电平常，那么在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是不是有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端维持高电平常，其间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

　　XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

　　XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

　　振荡器特性:

　　XTAL1和XTAL2别离为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可

以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡都可采纳。

如采纳外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必需保证脉冲的高低电平要求的宽度。

在本设计电路中AT98C51的接线如下图。

具体接线及外围电源操纵，电源指示灯电路等见附录总电路图。

图AT89C51引脚接线图

.复位电路设计

单片机AT89C51作为主控芯片，操纵整个电路的运行。

单片机外围需要一个复位电路，复位电路的功能是：

系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳固后，撤消复位信号。

为靠得住起见，电源稳固后还要经必然的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合进程中引发的抖动而阻碍复位。

该设计采纳的复位电路能够有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等引发的问题，在电源电压刹时下降时能够使电容迅速放电，必然宽度的电源毛刺也可令系统靠得住复位。

复位电路的设计图如图示：

图复位电路图

按键手动复位的原理是：

当按键被按下时，在通电刹时，电容C通过电阻R充电，现在电容C相当于短路，RESET端显现正脉冲，单片机复位，等充电终止时（那个时刻很短暂），电容相当于断开，这时已经完成了复位动作。

.显示电路设计

图FYD12864外观及引脚接线图

显示电路采纳的是FYD12864液晶显示屏，属于20引脚的集成芯片。

芯片引脚接线入上图所示。

主程序

/***********************************************************************************

程序功能：

DS12887时钟LCD12864显示时刻

***********************************************************************************/

#include<>

#include<>

/***********************************************************************************/

#include<>

#include<>

#include<>

unsignedcharcodeIC_DAT[]={0xc4,0xea,};

unsignedcharcodeIC_DAT2[]={"年月号时分秒礼拜"};

unsignedcharcodepic1[];

unsignedcharcodepic2[];

unsignedcharcodepic3[];

#defineLCD_dataP1

sbitRS=P2^7;

sbitWRD=P2^6;

sbitE=P2^5;

sbitPSB=P3^5;

sbitRES=P3^7;

voiddelay2（unsignedintm）{

WRD=0;

RS=DI;

delay2

（1）;

LCD_data=data1;

E=1;

delay2

（1）;

E=0;

}

voiddelayms（unsignedintn）0C0a0c0c8f0c{

WRD=0;

RS=DI;

delay2

（1）;

LCD_data=data1;

E=1;

delay2

（1）;

E=0;

}

voiddelayms（unsignedintn）0C89C

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