基于DS12887的数字时钟系统设计.docx

1、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The Design Of DS12887 single-chip

2、digital clockAbstract Digital clock in their daily lives the most common, the most extensive applications. The digital clock circuit design of digital clock pipe according to achieve the required by AT89C51 and , minute, second 24-hour time, the use of dynamic scanning of six digital tube display. A

3、rticle from the core hardware design and software programming of the two major aspects. Hardware circuit design includes a central processing unit circuit, clock circuit, assembly language software to achieve, including the main program, subroutine, such as set-up time software modules. Shows the ba

4、sic circuit to realize the time, adjusting the time to achieve three functions of the design requirements and objectives. Key word：；DS12887；AT89C51；Single-chip；Digital Clock 11 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

5、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-Chip Microcomputer ）,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

6、。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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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-ALER/W-在INTEL总线下作为/WR DS-在INTEL总线下作为/RDRESET-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

12、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

13、Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）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：

14、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1288位内部RAM32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，

15、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

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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 unsigned char code IC_DAT=0xc4,0xea, ;unsigned char code IC_DAT2=年月号时分秒礼拜;unsigned char code pic1;unsigned char code pic2;unsigned char code pic3;#define LCD_data P1sbit

22、RS =P27;sbit WRD=P26;sbit E= P25;sbit PSB=P35;sbit RES=P37;void delay2(unsigned int m) WRD=0; RS=DI; delay2(1); LCD_data=data1; E=1; delay2(1); E=0; void delayms(unsigned int n) 0C0a0c0c8f0c WRD=0; RS=DI; delay2(1); LCD_data=data1; E=1; delay2(1); E=0; void delayms(unsigned int n) 0C89C12887及应用设计J.国

23、外电子元器件，1997，(2)3 高性能、低功耗带RAM实不时钟芯片S武汉力源电子股分，19994 ZYMCU AT89S51 Datasheets12887在单片机系统中的应用J.保定师范专科学校学报，2004，17(2)12887实时显示时刻的原理与应用J.电子技术，2002,(1)7 邓红，张越编著.单片机实验与应用设计教程M.冶金工业出版社，2004，58 孙雪梅，范久臣.实不时钟芯片在单片机系统中的应用J.沈阳教育学院学报，2005,7(2)9 孙安青编著. AT89S51单片机实验及实践教程M10 DALLAS Trickle Charge Timekeeping Chip11 ATMEL Corporation 200112 金伟正.1单线数字温度传感器的原理及应用J 1. 电子技术应用,2000,(6)