电子钟的设计与实现0.docx

1、电子钟的设计与实现0实时电子时钟钟的设计与实现(4个按键功能与作用简介)（程序流程图）实时电子时钟的设计与实现是通过用单片机AT89S52与实时时钟芯片DS1302设计电路制作成用数码管显示实时时间与日期的电子钟。一：实时电子时钟功能特点：采用2个4位数码管作为显示时间与日期，显示亮度高，无视角，按钮k调节时间与日期交换显示。采用专业的时钟芯片DS1302和充电电容使时钟断电依然走时。去功能菜单操作，4个按键操作，可加减调时，操作方便。(4个按键功能与作用简介) 二：实时电子时钟制作元件清单：品名型号数量品名型号数量共阳数码管FJ5461BH2电阻4.7k8电阻4707单片机AT89S521晶

2、振12M1晶振23.768KHZ1微动开关5*5*6mm4极性电容220uF1极性电容10uF1电容30PF1三极管85508时钟ICDS13021三：主要元器件芯片简介3.1）单片机AT89S52功能介绍：AT89S52是一种低功耗、高性能COMS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K可编程Flash存储器，256K RAM，32位I/O可编程口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。AT89S5

3、2可降至0HZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保护，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直至下一个中断或硬件复位为止。AT89S52引脚图如下如所示：AT89S52内部方框图如下：AT89S52各引脚功能介绍：P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节

4、；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2(定时器/计数器的外部计数输入)，时钟输出P1.1T2EX(定

5、时器/计数器的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO(在系统编程用)P1.7SCK(在系统编程用)P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存

6、储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入)P3.1TXD(串行输出)P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT1(外部中断1

7、)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器读选通)RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S

8、52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。特殊功能寄存器AT89S52 特殊寄存器映象及复位值表一：AT89S52特殊寄存器映像及复位值表定时器2 寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定时器2 的控制位和状态位（如表

9、二和表三所示），寄存器对RCAP2H和RCAP2L是定时器2的捕捉/自动重载寄存器。中断寄存器：各中断允许位在IE寄存器中，六个中断源的两个优先级也可在IE中设置。双数据指针寄存器：为了更有利于访问内部和外部数据存储器，系统提供了两路16位数据指针寄存器：位于SFR中82H83H和位于DP0中84H85。特殊寄存器AUXR1中DPS0 选择DP0；DPS=1 选择DP1。用户应该在访问数据指针寄存器前先初始化DSP至合理的值。掉电标志位：掉电标志位（POF）位于特殊寄存器PCON的第四位（PCON.4）。上电期间POF置“1”。POF可以软件控制使用与否，但不受复位影响。看门狗定时器WDT是一

10、种需要软件控制的复位方式。WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器（WDTRST）构成。WDT 在默认情况下无法工作；为了激活WDT，必须往WDTRST 寄存器（地址：0A6H）中依次写入01EH 和0E1H。当WDT激活后，晶振工作，WDT在每个机器周期都会增加。WDT计时周期依赖于外部时钟频率。除了复位（硬件复位或WDT溢出复位），没有办法停止WDT工作。当WDT溢出，它将驱动RSR引脚一个高个电平输出。WDT的使用为了激活WDT，必须向WDTRST寄存器（地址为0A6H的SFR）依次写入0E1H和0E1H。当WDT激活后，必须向WDTRST写入01EH和0E1H喂

11、狗来避免WDT溢出。当计数达到8191(1FFFH)时，13 位计数器将会溢出，这将会复位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一个机器周期WDT 都会增加。为了复位WDT，必须向WDTRST 写入01EH 和0E1H（WDTRST 是只读寄存器）。WDT 计数器不能读或写。当WDT 计数器溢出时，将给RST 引脚产生一个复位脉冲输出，这个复位脉冲持续96个晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。为了很好地使用WDT，应该在一定时间内周期性写入那部分代码，以避免WDT复位。3.2）时钟芯片DS1302功能介绍： DS1302时钟芯片主要组成部分包括实时时钟/日历、31字节的静态RAM、

12、移位寄存器、控制逻辑和振荡器，它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息，对于小于31天的月，月末的日期自动进行调整，包括了闰年校正的功能，可以采用24小时或带AM/PM的12小时格式。使用同步串行通信，简化与微处理器的通信。数据可以以每次一个字节或多达31字节的多字节形式传送至时钟/RAM或从其中送出。DS1302能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保持数据和时钟信息。 DS1302的命令字 命令字节如图所示：每一数据传送由命令字节初始化。最高有效位MSB(位7)必须为逻辑1，如果它是零，禁止写DS1302。位6为逻辑0指定时钟/日

13、历数据；逻辑1指定RAM数据。位1至5指定进行输入或输出的特定寄存器。最低有效位LSB（位0）为逻辑0指定进行写操作；逻辑1指定进行读操作。DS1302引脚图如下如所示引脚说明引脚名称功能2/3X1/X232.768KHZ晶振引脚1/8VCC2/VCC1电源引脚4GND地5RST复位6I/O数据输入/输出7SCLK串行时钟DS1302时钟芯片时序图如下：3.3）：4位7段数码管4位7段数码管各引脚对应关系如下图所示：四：实时时钟设计电路图 运用Protel99se搭建好实时电子时钟电路图如下五：实时电子时钟程序实现：（程序流程图）;4位7段数码管显示;P0 为段码口、P2 为位码口;晶振 12

14、M;时钟芯片：DS1302;* DS1302 端口位定义 * IO_DATA BIT P1.1 ; 数据传送总线 SCLK BIT P1.0 ; 时钟控制总线 RST BIT P1.2 ; 复位总线 K1 EQU P1.4 ;独立键 K2 EQU P1.5 K3 EQU P1.6 K4 EQU P1.7 BEEP EQU P3.7 ;蜂鸣器 RELAY EQU P1.3 ;继电器 T_CONU EQU 22H ;中断计数 TIME_L EQU 23H ;定时初值 TIME_H EQU 24H TIME_DATA EQU 50H ;显示时间单元首地址 DATE_DATA EQU 60H ;显示日

15、期单元首地址 DS_DATA EQU 58H ;显示定时时间单元首地址;- ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP INT_T0 ORG 0100H;-MAIN: MOV TMOD,#01H ;T0,方式1 MOV TIME_L,#00H ;50MS定时值 MOV TIME_H,#4CH MOV T_CONU,#00H ;中断次数 MOV IE,#82H ;EA=1,ET0=1 MOV A,#00H MOV R0,#40H ;从40H单元开始 MOV R1,#40H ;清64个单元M_CLEAR: MOV R0,A INC R0 DJNZ R1,M_CLEAR M

16、OV 7FH,#0AH ;送熄灭符 SETB BEEP LCALL TIME_DELAY ;调显示延时 LCALL PROSET ;DS1302初始化MAIN1: LCALL GET_TIME ;从DS1302读数据程序 LCALL CHULI ;实时时间数据处理 MOV R0,#TIME_DATA ;显示时、分、秒 LCALL DISP MOV R0,#TIME_DATA LCALL TIME_DISPLAY LCALL SET_KEY ;键功能程序 LCALL COMP ;实时时间与定时时间比较 JB K1,MAIN1 CALL BEEP_BLMAIN2: LCALL CHULI ;日期数

17、据处理 MOV R0,#DATE_DATA LCALL DISP ;显示年、月、日 MOV R0,#DATE_DATA LCALL TIME_DISPLAY JB K1,MAIN2 CALL BEEP_BLMAIN3: LCALL DS_CHULI ;定时时间数据处理 MOV R0,#DS_DATA LCALL DS_SP ;显示定时时间 MOV R0,#DS_DATA LCALL DS_DISPLAY JB K1,MAIN3 CALL BEEP_BL AJMP MAIN1;-;中断服务子程序;300MS对闪动标记取反一次;-INT_T0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TL0,

18、TIME_L MOV TH0,TIME_H INC T_CONU MOV A,T_CONU CJNE A,#06H,INT_END MOV T_CONU,#00H CPL 0AHINT_END: POP PSW POP ACC RETI;-;DS1302 初始化子程序; (R0)=数据 (R1)=地址;-PROSET: CLR RST ;DS1302复位 CLR SCLK NOP NOP SETB RST ;MOV R1,#80H ;写秒寄存器 ;MOV R0,#00H ;启动振荡器 ;LCALL WRITE ;MOV R1,#82H ;写分寄存器 ;MOV R0,#58H ;LCALL WR

19、ITE ;MOV R1,#84H ;写时寄存器 ;MOV R0,#80H ;LCALL WRITE MOV R1,#90H ;写充电寄存器 MOV R0,#0ABH LCALL WRITE RET;=;读时间、日期数据子程序;存放单元 40H - 46H;=GET_TIME: MOV R1,#81H ;读秒 LCALL READ MOV 40H,R0 MOV R1,#83H ;读分 LCALL READ MOV 41H,R0 MOV R1,#85H ;读时 LCALL READ MOV 42H,R0 MOV R1,#87H ;读出日期 LCALL READ MOV 43H,R0 MOV R1,

20、#89H ;读出月份 LCALL READ MOV 44H,R0 MOV R1,#8BH ;读出星期 LCALL READ MOV 46H,R0 MOV R1,#8DH ;读出年 LCALL READ MOV 45H,R0 RET;=;写 DS1302 子程序;=WRITE: CLR SCLK NOP NOP SETB RST NOP MOV A,R1 MOV R2,#08HWRI_01: RRC A ;传输地址到DS1302 NOP NOP CLR SCLK NOP NOP MOV IO_DATA,C NOP NOP SETB SCLK NOP NOP DJNZ R2,WRI_01 CLR

21、SCLK NOP NOP MOV A,R0 MOV R2,#08HWRI_02: RRC A ;传输数据到DS1302 NOP CLR SCLK NOP NOP MOV IO_DATA,C NOP NOP SETB SCLK NOP NOP DJNZ R2,WRI_02 CLR SCLK NOP NOP CLR RST NOP NOP RET;=;读 DS1302 子程序;=READ: CLR SCLK NOP NOP SETB RST NOP NOP MOV A,R1 MOV R2,#08HREAD_01: RRC A NOP ;先传输地址到DS1302 MOV IO_DATA,C NOP

22、NOP SETB SCLK NOP NOP CLR SCLK NOP NOP DJNZ R2,READ_01 NOP NOP SETB IO_DATA CLR A CLR C MOV R2,#08HREAD_02: CLR SCLK NOP NOP MOV C,IO_DATA NOP NOP RRC A ;再从DS1302接收数据 NOP NOP SETB SCLK NOP NOP DJNZ R2,READ_02 MOV R0,A CLR RST RET;=;实时时间、日期数据处理子程序;= CHULI: MOV A,40H ;处理秒数据 ANL A,#0FH MOV 50H,A MOV 70

23、H,A MOV A,40H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 51H,A MOV 71H,A;- MOV A,41H ;处理分数据 ANL A,#0FH MOV 52H,A MOV 72H,A MOV A,41H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 53H,A MOV 73H,A;- MOV A,42H ;处理时数据 ANL A,#0FH MOV 54H,A MOV 74H,A MOV A,42H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 55H,A MOV 75H,A;- MOV A,43H ;处理日数据 ANL A,#0FH MOV

24、60H,A MOV 76H,A MOV A,43H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 61H,A MOV 77H,A;- MOV A,44H ;处理月数据 ANL A,#0FH MOV 62H,A MOV 78H,A MOV A,44H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 63H,A MOV 79H,A;- MOV A,45H ;处理年数据 ANL A,#0FH MOV 64H,A MOV 7AH,A MOV A,45H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 65H,A MOV 7BH,A;- MOV A,46H ;处理周数据 MOV

25、 66H,A MOV 7CH,A RET;=;实时时间、日期查表取数子程序;=DISP: ;MOV R0,#TIME_DATA MOV R3,#06HDISP1: MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB_NU MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 DJNZ R3,DISP1 RET;=;时间、日期显示子程序;=TIME_DISPLAY: ;MOV R0,#TIME_DATA ;取得显示单元首地址 MOV R1,#07FH ;从第一个数码管开始 MOV R2,#08H ;共8个数码管DISLP: MOV P0,R0 ;获得当前单元数据 MOV A,R1 MOV P2,

26、A ;数码显示 JB ACC.5,DISLP1 ;第三位数码管显示 MOV P0,#0BFH JMP DISLP3DISLP1: JB ACC.2,DISLP2 ;第六位数码管显示 MOV P0,#0BFH JMP DISLP3DISLP2: INC R0DISLP3: MOV A,R1 ;为下一个数准备 RR A ;下一个单元 MOV R1,A ;保存 LCALL DELAY ;为了保证数码管亮度，延时 DJNZ R2,DISLP ;重复显示，直到全部数据刷新过 RET ;返回DELAY: MOV R4,#0AH L15: MOV R5,#64H L16: DJNZ R5,L16 DJNZ R4,L15 RET;*