8: Vcc1:备用电池端;
1: Vcc2:5V电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时,由Vcc2向DS1302供电,当Vcc2< Vcc1时,由Vcc1向DS1302供电;
7: SCLK:串行时钟,输入; 6: I/O:数据输入输出口; 5: CE/RST:复位脚;
2、3: X1、X2 是外接晶振脚 (32.768KHZ的晶振); 4: 地(GND)。
DS1302有关日历、时间的寄存器:
图(7)DS1302有关日历、时间的寄存器
1、秒寄存器(81h、80h)的位7定义为时钟暂停标志(CH)。当初始上电时该位置为1,时钟振荡器停止,DS1302处于低功耗状态;只有将秒寄器的该位置改写为0时,时钟才能开始运行。
2、小时寄存器(85h、84h)的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时,选择12小时模式。在12小时模式时,位5是 ,当为1时,表示PM。在24小时模式时,位5是第二个10小时位
3、控制寄存器(8Fh、8Eh)的位7是写保护位(WP),其它7位均置为0。在对任何的时钟和RAM的写操作之前,WP位必须为0。当WP位为1时,写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1,这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的,只有首先将WP改写为0,才能进行其它寄存器的写操作。
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DS1302读写时序
DS1302是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字,还需要读取相应寄存器的数据。DS1302的控制字如图(8):
图(8)DS1302的控制字图
控制字的最高有效位(位7)必须是逻辑1,如果它为0,则不能把数据写入到DS1302中。
位6:如果为0,则表示存取日历时钟数据,为1表示存取RAM数据; 位5至位1(A4~A0):指示操作单元的地址;
位0(最低有效位):如为0,表示要进行写操作,为1表示进行读操作。 读数据:
读数据时在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿,读出DS1302的数据,读出的数据是从最低位到最高位。 写数据:
控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时,数据被写入DS1302,数据输入也是从最低位(0位)开始。 5、按键电路
按键电路由四个轻触开关组成,如图(9)所示。按键用来调整时间,其一端直接接到单片机的端口,另一端接地,当按下按键时,相应的端口变为低电平,通过一个与门只要这四个按键有一个按下就会在P3.2检测到一低电平就触发外部中断0进入按键调节程序中,通过与个各键相连的端口P3.4_P3.7可以判断是哪个键按下,从而作相应的操作。
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图(9) 按键电路
6、显示电路
1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。显示电路采用LCD1602液晶显示,如图(10)所示,图中只画出了其相应的接口,3脚用于调节LCD1602的背光,4、5、6为LCD1602的控制口,用于控制其写入或是读出指令,7至14脚为LCD1602的数据口,将数传送到LCD1602中。
图(10) LCD1602显示电路
LCD1602的特性
+5V电压,对比度可调; 内含复位电路;
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提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能; 有80字节显示数据存储器DDRAM;
内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM,8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM;
基本操作时序:
读状态:输入:RS=L,RW=H,E=H;输出:DB0~DB7=状态字 ;
写指令:输入:RS=L,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=指令码 ;输出:无。 读数据:输入:RS=H,RW=H,E=H;输出:DB0~DB7=数据 ;
写数据:输入:RS=H,RW=L,E=下降沿脉冲,DB0~DB7=数据 ;输出:无。 LCD1602的各种指令不再一一说明。
流程图与软件设计:
1、程序流程图
主程序首先初始化定时器、LCD1602及DS1302,然后就开始查询按键,有键按下则开始调整时间和日期,若没有按下,则执行下面的时间、日期的显示,最后依次循环这些相同的操作,相应流程图如图(11)所示:
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图(12)程序流程图
按键的检测是通过中断的办法来实现,利用按键进行间调整。 K1按下则开始设置时间及日期,同时在第一行最右端显示被选择的对象,第一次按下K1时,设置年份,若按下K3,则是减1操作,按下K2是加1操作,设置好年后,第二次按下K1时,则是设置月份,按K3减,按K2则加1,依次循环下去,则可以将时间和日期设置完毕,K4是确定键,设置好按下即可保存设置了。 2、软件设计
软件总设计:主程序首先对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时/计数器模式,置位总中断允许位EA,并对键盘端口置位,再对LCD1602初始化,DS1302初始化。接着扫描键盘,在键盘程序里面是对时间、日期及闹钟的调整,最下面是时间的显示。
软件程序编写:软件程序编写的好坏直接影响着系统运行情况的良好。因本程序涉及的模块较多,所以程序编写也采用模块化设计,C语言具有编写灵活、移植方便、便于模块化设计的特点,所以本系统的软件采用C51编写。
具体程序见附件一:程序 3、软件调试
在软件调试过程中,当调节时间和日期后,单片机上电后更新的是PC的时间,后来查找资料发现,是设置ds1302的问题,
对于开发板上的液晶一般RW都接的地,故不需要读液晶状态,也不需要读忙,但在仿真中还是加上了这一部分。
还有一个问题,在按键操作时有时会出现功能不稳定,这是由于按键存在抖动,所以后来加个去抖动的延时后在判断,基本就可以解决问题,
整体电路与仿真结果分析:
电子万年历硬件电路图及仿真如图(13)所示,系统由AT89C52单片机,按键扫描
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