实时时钟设计报告

单片机系统设计》（课程设计）实验报告题目：实时时钟组号：任课教师：组长：成员：联系方式：年月日目录一、实施方案11.1设计要求 11.2实现功能 11.3设计方案 1二、原理简述 22.1主控模块 22.2时钟电路 32.3显示电路 52.4键盘输入电路72.5蜂鸣器电路8三、调试过程93.1 硬件调试93.2软件调试9四、主要程序10五、心得体会12实施方案1.设计要求通过对DS1302 编程，实现实时时钟功能，用数码管显示时、分，用小数点作秒闪。

可用键盘设置时间。

2.实现功能本组的课程设计成果最终将实现如下功能：（1）实现实时时钟功能，四位数码管前两位显示时、后两位显示分，小数点作秒闪；（2）按下S8键，可实现对小时的加1 设置；（3）按下S7键，可实现对分钟的加1 设置；（4）按下S1 键，可实现小时的单独显示；（5）实现整点蜂鸣器报时功能。

3.设计方案根据系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟电路、显示电路、键盘输入电路及蜂鸣器电路组成。

电路系统框图如图1 所示。

图1 系统设计框图其中，主控芯片使用51 系列AT89C52单片机，时钟芯片使用DS1302，晶振为11.0592MHz，显示电路由四位共阳LED 数码管完成，键盘采用线性连接，使用查询法实现调整功能，蜂鸣器电路由有源蜂鸣器完成。

二、原理简述1. 主控模块图2 AT89C52 管脚图AT89C52是低功耗、高性能的CMOS8位单片机。

片内带有8KB 的Flash 存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。

另外，AT89C52 的指令系统和引脚与80C52 完全兼容。

管脚功能如下：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。

；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；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；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；P3口管脚功能：P3.0 是RXD （串行输入口）；P3.1是TXD （串行输出口）；P3.2是/INT0 （外部中断0）；P3.3是/INT1 （外部中断1）；P3.4是T0（记时器0外部输入）；P3.5 是T1（记时器1 外部输入）；P3.6是/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7是/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控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许输出电平用于锁存地址的地位字节。

/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，每个机器周期两次/PSEN 有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。

/EA/VPP ：当/EA 保持低电平时，则在此 期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH ），不管是否有内部程序存储器。

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2. 时钟电路图3 硬件时钟 DS1302电路DS1302时钟芯片包括实时时钟 / 日历和 31字节的静态 RAM 。

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 天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的 功能。

时钟的运行可以采用 24h 或带 AM （上午） / PM （下午）的 12h 格式。

采用 三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传 送多字节的时钟信号 或RAM 数据。

DS1302在任何数据传送 时必须 先初始 化， 把 RST 脚置为高电平， 然后 把 8 位地址和命令字装入移位寄存器，数据在 SCLK 的上升沿被输入。

无论是读周 期还是写周期，开始 8位指定 40个寄存器中哪个被访问到。

在开始 8个时钟周期， 把命令装入移位寄存器之后，另外的时钟周期在读操作时输出数据，在写操作时 写入数据。

时钟脉冲在单字节方式下 为 8加 8，在多字节方式下为 8 加字节数， 最大可达 248个字节数。

如果在传送 过程中 置 RST 脚为低电平 ，则 会中 止本次 数 据传送 ，并 且 I/O 引脚变为高阻态。

相关代码如下：******************** *ds1302 与at89s52 引脚连接sbit T_RST=P3^6; sbit T_CLK=P3^4; sbit T_IO=P3^5; sbit ACC0=ACC^0; //RST 脚接P3^6 //CLK 脚接P3^4 //IO 脚接P3^5 //定义标志位sbit ACC7=ACC^7;******************** DS1302 写入操作（上升沿）void write_byte(unsigned charda) {unsigned char i;ACC=da;for(i=8;i>0;i--){T_IO=ACC0;T_CLK=0;T_CLK=1;ACC=ACC>>1;}}DS1302 ：读取操作（下降沿）unsigned charread_byte(void) {unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){ACC=ACC>>1;T_CLK = 1;T_CLK = 0;ACC7 = T_IO;}return(ACC);DS1302: 写入数据（先送地址，再写数据）***************/void write_1302(unsigned char addr，{T_RST=0;T_CLK=0;T_RST=1;write_byte(addr); unsigned char da）//停止工作//重新工write_byte(da);T_RST=0;}图 4 四位共阳数码管电路显示部分采用普通的共阳数码管显示，使用动态扫描，以便减少硬件电路。

LED 数码管里面有 8 只发光二极管，与实验板 P0 端口所接的二极管是相同的。

分别记作 a ﹑b ﹑c ﹑d ﹑e ﹑f ﹑g ﹑dp ，其中 dp 为小数点，每一只发光二极管都 有一根电极引到外部引脚上，而另外一只引脚就连接在一起同样也引到外部引 脚上。

该数码管为共阳极，且通过 P0=P2直接把按T_CLK=1;**************** DS1302: 读取数据（先送地址，再读数据） ************/ unsigned char read_1302(unsigned char addr) {unsigned char temp; T_RST=0; T_CLK=0; T_RST=1;write_byte(addr); temp=read_byte(); T_RST=0; T_CLK=1; return(temp);}//停止工作//重新工作//写入地址3. 显示电路}键状态给到LED上，并没有中间变量，通过按键控制数码管的各管脚的高低电平接入情况。

当数码管里面的发光二极管的阳极接在一起作为公共引脚，在正常使用时此引脚接电源正极。

发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，从而相应的数码段显示数字。

LED 接到单片机的P0 口，若为低电平，可使LED 亮起。

发光二极管的亮、灭由内部程序控制，因为流水灯与数码管同时接在P0 端口，所以流水灯的8 个LED 发光二极管与LED 数码管亮暗相同。

相关程序如下：/***************************** sbit LED_0=P1^4; sbitLED_1=P1^5; sbit LED_2=P1^0;sbit LED_3=P1^1; sbitLED_4=P1^2; sbit LED_5=P1^3;sbit LED_6=P1^6; sbit LED_7=P1^7;unsigned char seg[]={0xc0 ，0xf9 ，0xa4，0xb0，0x99 ，0x92，0x82，0xf8 ，0x80，0x90}; //0~~9 段码/* 动态扫描条件（单个LED 在1秒内）：count >=50 次//点亮次数*//* time >=2ms //持续时间*/ /* DS1302秒，分，时寄存器是BCD 码形式：用16求商和余进行"高4位"和"低4位"分离void led_disp(unsigned char *poi) {P0=seg[*(poi+1 )LED_5=0;delay(3);LED_5=1; % 16]; //第 1 个数码管：显示分（个位）;P0=seg[*(poi+1) / 16];//第 2 个数码管：显示分（十位）；LED_4=0; delay(3); LED_4=1;P0=seg[*(poi+2 ) % 16]-(((*poi%16)%2)<<7); //第 3 个数码显示时（个定义数码管显示引脚//数码管8 个控制引脚定义显示程序*LED_3=0; delay(3); LED_3=1;P0=seg[*(poi+2) /16];LED_2=0;delay(3);LED_2=1;}void led_disp1(unsigned char *poi) {P0=seg[*(poi+2) % 16]-(((*poi%16)%2)<<7); LED_5=0;delay(3);LED_5=1;P0=seg[*(poi+2) /16];LED_4=0;delay(3);LED_4=1;}//第 4 个数码管：显示时（十位）；//第 1 个数码管：显示时（个位）//第 2 个数码管：显示时（十位）；4. 键盘输入电路单片机的按键各自独立，按下归零，抬起置一。

相关程序如下：sbit sw0=P2^7; // 按键8sbit sw1=P2^6; // 按键7 sbit sw2=P2^0; // 按键 1图 6 有源蜂鸣器电路蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜 发声的。

因此需要一定的电流才能驱动它，单片机 I/O 口输出的电流较小，其 TTL 电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。