SPI总线的DS1302实时钟控制.docx
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SPI总线的DS1302实时钟控制
实验四SPI总线的DS1302实时钟控制
一、实验目的
1、了解电子电路PROTEUS软件的在单片机方面的仿真应用
2、掌握具有SPI总线DS1302、MAX7219芯片的应用及编程
二、实验要求
在PROTEUS环境下，利用DS1302实时钟芯片实现时间、日期的显示，并且具有调节时间、日期的功能，显示用共阴极LED显示。
用串行芯片MAX7219驱动LED显示.
实现此功能的电路原理图如下所示：
1、显示“星期”的共阳极二极管接到单片机的P0口，P0口数据线接上拉电阻；
2、显示“时间”或“日期”，是采用MAX7219控制共阴极LED来实现
3、DS1302的IO脚接单片机的P1.1，时钟信号SCLK接单片机P1.0，复位信号/RST接单片机P1.2。
DS1302的晶振在这里可以不接，电源、地线都省略。
4、MAX7219是用来驱动“时间”或“日期”的LED显示的。
MAX7219的DIN信号脚接单片机的P2.0，/LOAD接单片机的P2.1，CLK接单片机的P2.2；
5、时间/日期的调整：
按下调整键，再分别按相应的“星期”、“年”、“月”、“日”，“时”、“分”、“秒“键，即可以调整时间/日期；
6、在正常显示时，按下“时间/日期“切换键，即可以在显示时间或日期来回切换。
三、PROTEUS环境下的硬件设计
1、打开PROTEUSISIS，在PROTEUSISIS编辑窗口中单击列表上的“P”按钮，添加下列元器件：
元件名称
所属类
AT89C51
MicroprocessorICS
CRYSTAL晶振
Misecllaneous
CAP电容
Capacitor
RES电阻
Resistor
DS1302
MicroprocessorICS
7SEG-COM-ANODE共阳极
Optoeletronics
BUTTON按键
Switches&relays
MAX7129
MicroprocessorICS
RESPACK-7排阻
Resistor
7SEG-MPX-CA-BLUE共阴极
Optoeletronics
表1
在PROTEUS编辑窗口添加完元器件，连线。
如附图1。
四、软件设计
在KEIL环境下编辑、编译程序，生成*.HEX文件后，装入单片机即可。
五、实验程序
源程序：
#include//包含特殊功能寄存器库
#include
#include<7219.h>//该汉字库要求在你要显示的位置装入你要的汉字模（16*16）。
voidmain（）
{Init7219（）;//初始化7219
Set1302（time）;//设置初始时间
Get1302（Curtime）;//读回DS1302中的数据
P0=CODE1[Curtime[5]-1];//显示星期
Display1（num）;//默认显示时间
delay（255）;//延时
delay（255）;
while
（1）
{Get1302（Curtime）;//取数据
if（TICK==0）//判断是否更改
{t=~t;
while（TICK==0）{}
}
while（t==1）
{if（WEEK==0）//更改星期
{w++;
while（WEEK==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[5]=Curtime[5]+w;
if（Curtime[5]==8）Curtime[5]=1;
w=0;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（YEAR==0）//更改年份
{while（YEAR==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[6]=add5（Curtime[6]）;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（MONTH==0）//更改月份
{while（MONTH==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[4]=add4（Curtime[4]）;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（DAY==0）//更改号数
{while（DAY==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[3]=add3（Curtime[3]）;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（HOUR==0）//更改时
{while（HOUR==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[2]=add2（Curtime[2]）;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（MIN==0）//更改分
{while（MIN==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[1]=add1（Curtime[1]）;
Set1302（Curtime）;
}
elseif（SEC==0）//更改秒
{while（SEC==0）{};
Get1302（Curtime）;
Curtime[0]=0;
Set1302（Curtime）;
}
if（CHAN==0）//是否有显示切换
{n=~n;
while（CHAN==0）{}
}
Get1302（Curtime）;
if（n==1）Display2（num）;
elseDisplay1（num）;
P0=CODE1[Curtime[5]-1];
if（TICK==0）
{t=~t;
while（TICK==0）{}
}
}
if（CHAN==0）//是否有显示切换
{n=~n;
while（CHAN==0）{}
}
if（n==1）Display2（num）;
elseDisplay1（num）;
}
}
头文件“DS1302”
#ifndef__DS1302_H__
#define__DS1302_H__
/****/
#include<7219.h>
voidInputByte（unsignedcharDa）//把数据Da写入DS1302的IO口，先送低位
{unsignedchari;
ACC=Da;
for（i=8;i>0;i--）//开始传输8个字节的数据
{IO=ACC0;//取最低位，注意DS1302的数据和地址都是从最低位开始传输的
SCLK=1;//时钟线拉高，制造上升沿，SDA的数据被传输
SCLK=0;//时钟线拉低，为下一个上升沿做准备
ACC=ACC>>1;
}
}
unsignedcharOutputByte（void）//读出DS1302的数据并保存在Da中
{unsignedchari;
for（i=8;i>0;i--）
{ACC=ACC>>1;
ACC7=IO;
SCLK=1;
SCLK=0;
}
return（ACC）;
}
voidWrite1302（unsignedcharAddr,unsignedcharDa）//写入DS1302地址和数据
{RST=0;//初始CE线置为0
SCLK=0;//初始时钟线置为0
RST=1;//初始CE置为1，传输开始
InputByte（Addr）;//地址，命令传输命令字，要写入的时间/日期地址
InputByte（Da）;//*写1Byte数据//写入要修改的时间/日期
SCLK=1;//时钟线拉高
RST=0;//读取结束，CE置为0，结束数据的传输
}
unsignedcharRead1302（unsignedcharAddr）//根据寄存器地址读出DS1302的相应数据
{unsignedcharDD;
RST=0;//初始CE线置为0
SCLK=0;//初始时钟线置为0
RST=1;//初始CE置为1，传输开始
InputByte（Addr）;//地址，命令传输命令字，要读取的时间/日历地址
DD=OutputByte（）;//读1Byte数据读取要得到的时间/日期
SCLK=1;//时钟线拉高
RST=0;//读取结束，CE置为0，结束数据的传输
return（DD）;//得到的时间/日期
}
voidSet1302（unsignedchar*pSDa）//设置时间
{unsignedchari;
unsignedcharAddr=0x80;
Write1302（0x8e,0x00）;//控制命令,WP=0,写操作
for（i=7;i>0;i--）
{Write1302（Addr,*pSDa）;//格式为:
秒分时日月星期年
pSDa++;
Addr+=2;
}
Write1302（0x8e,0x80）;//控制命令,WP=1,写保护
}
voidGet1302（unsignedchar*pSDa）
{unsignedchari;
unsignedcharAddr=0x81;
for（i=0;i<7;i++）
{*（pSDa+i）=Read1302（Addr）;//格式为:
秒分时日月星期年
Addr+=2;
}
}
#endif
头文件“7219”
#ifndef__7219_H__
#define__7219_H__
/****/
#defineDECODE_MODE0x09
#defineINTESITY0x0a
#defineSCAN_LIMIT0x0b
#defineSHUT_DOWN0x0c
#defineDEISPLAY_TEST0x0f
unsignedchartime[]={0x00,0x00,0x08,0x28,0x05,0x06,0x11};//初始值，秒分时日月星期年
unsignedcharCurtime[7],num[8];
unsignedcharCODE1[]={0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};//星期,共阳极字段
unsignedcharCODE2[]={0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b};
sbitRST=P1^2;
sbitIO=P1^1;
sbitSCLK=P1^0;
sbitDIN=P2^0;
sbitLOAD=P2^1;
sbitCLK=P2^2;
sbitWEEK=P3^0;
sbitYEAR=P3^1;
sbitMONTH=P3^2;
sbitDAY=P3^3;
sbitHOUR=P3^4;
sbitMIN=P3^5;
sbitSEC=P3^6;
sbitTICK=P3^7;
sbitCHAN=P1^7;
sbitACC0=ACC^0;
sbitACC7=ACC^7;
bitn=0;
bitt=0;
unsignedcharw=0;
voidWrite_7219（unsignedcharDATA）//MAX7219写数据函数
{unsignedchari;ACC=DATA;
for（i=8;i>=1;i--）
{CLK=0;
DIN=ACC7;
ACC=ACC<<1;
CLK=1;
}
}
voidWrite7219（unsignedcharaddr,unsignedchardat）
{LOAD=0;
Write_7219（addr）;
Write_7219（dat）;
LOAD=1;
}
voidInit7219（void）
{Write7219（DECODE_MODE,0x00）;//译码寄存器，写入00H，对0至7位均不译码
Write7219（INTESITY,0x04）;//亮度调节寄存器，写入04H，实现一般的亮度显示
Write7219（SCAN_LIMIT,0x07）;//扫描界限寄存器，写入07H，实现0到7位数码管的显示
Write7219（SHUT_DOWN,0x01）;//停机寄存器，写入01H，实现正常工作
Write7219（DEISPLAY_TEST,0x00）;//显示测试寄存器，写入00H，实现正常工作
}
voiddelay（unsignedcharm）//延时程序
{unsignedcharx,y;
for（x=m;x>0;x--）
for（y=255;y>0;y--）;
}
unsignedcharadd1（unsignedcharDATA）//分、秒调整子程序
{unsignedchari,j;
i=DATA&0x0f;
j=DATA>>4;
i++;
if（i==0x0a）
{i=0x00;j++;}
if（（j==0x06）&&（i==0x00））//超过59就变成0i低位，j高位
{i=0;j=0;}
DATA=（j<<4）+i;
return（DATA）;
}
unsignedcharadd2（unsignedcharDATA）//小时调整子程序
{unsignedchari,j;
i=DATA%16;
j=DATA>>4;
i++;
if（i==10）{i=0;j++;}
if（（j==2）&&（i==4））//超过23就变成0，i低位，j高位
{i=0;j=0;}
DATA=（j<<4）+i;
return（DATA）;
}
unsignedcharadd3（unsignedcharDATA）//号数调整子程序
{unsignedchari,j;
i=DATA%16;
j=DATA>>4;
i++;
if（i==10）{i=0;j++;}
if（（（Curtime[6]/16*10+Curtime[6]%16）%4==0）&&（Curtime[4]==0x02）&&（j==0x03）&&（i==0x00））
{i=1;j=0;}
Elseif（（（Curtime[6]/16*10+Curtime[6]%16）%4!
=0）&&（Curtime[4]==0x02）&&（j==0x02）&&（i==0x09））
{i=1;j=0;}
elseif（（（Curtime[4]==0x01）||（Curtime[4]==0x03）||（Curtime[4]==0x05）||（Curtime[4]==0x07）||（Curtime[4]==0x08）||（Curtime[4]==0x10）||（Curtime[4]==0x12））&&（j==0x03）&&（i==0x02））
{i=1;j=0;}
elseif（（（Curtime[4]==0x04）||（Curtime[4]==0x06）||（Curtime[4]==0x09）||（Curtime[4]==0x11））&&（j==0x03）&&（i==0x01））
{i=1;j=0;}
DATA=（j<<4）+i;
return（DATA）;
}
unsignedcharadd4（unsignedcharDATA）//月份调整子程序
{unsignedchari,j;
i=DATA%16;
j=DATA>>4;
i++;
if（i==0x0a）
{i=0;j++;}
if（（j==0x01）&&（i==0x03））//超过12就变成0，i低位，j高位
{i=1;j=0;}
DATA=（j<<4）+i;
return（DATA）;
}
unsignedcharadd5（unsignedcharData）//年份调整子程序
{unsignedchari,j;
i=Data%16;
j=Data/16;
i++;
if（i==0x0a）
{i=0;j++;}
if（（j==0x0a）&&（i==0x00））
{i=0;j=0;}
Data=（j<<=4）+i;
return（Data）;
}
voidDisplay1（unsignedchar*num）//显示时间
{unsignedchari,j,m=0x08;
for（i=0;i<3;i++）
{*num=CODE2[Curtime[i]&0x0f];
Write7219（m,*num）;
j=Curtime[i]>>4;
num++;
m--;
*num=CODE2[j&0x0f];
Write7219（m,*num）;
num++;
m--;
if（num!
=8）
{*num=0x01;
Write7219（m,0x01）;
num++;
m--;
}
}
}
voidDisplay2（unsignedchar*num）//显示日期
{unsignedchari,j,m=0x08;
for（i=3;i<5;i++）
{*num=CODE2[Curtime[i]&0x0f];
Write7219（m,*num）;
j=Curtime[i]>>4;
num++;
m--;
*num=CODE2[j&0x0f];
Write7219（m,*num）;
num++;
m--;
if（num!
=5）
{*num=0x01;
Write7219（m,0x01）;
num++;
m--;
}
}
*num=CODE2[Curtime[6]&0x0f];
Write7219（m,*num）;
j=Curtime[6]>>4;
num++;
m--;
*num=CODE2[j&0x0f];
Write7219（m,*num）;
num++;
m--;
}
#endif
六、实验小结
这次实验让我掌握具有SPI总线DS1302、MAX7219芯片的应用及编程，在实验中体会乐趣并掌握新知识是我一直梦寐以求的。
我喜欢这样的实验，能用自己的双手做出有成就的东西，每当图形出现，心中就会有丝快乐，神奇的代码与图形的结合，让我更加佩服软件的设计者，虽然我不能达到他们的成就，但我也会凭着自己的兴趣，努力做好自己的每一件事，下次的实验我会继续努力。
附录：
图1日期的显示
图2时间的显示
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