基于时钟日历芯片DS1302的万年历
设计
黄豪民
摘 要
随着科学技术的发展，万年历的设计也层出不穷。本设计以单片机AT89C51和DS1302为核心,结合译码器74HC154和驱动芯片74LS244,以及模拟键盘，LED显示电路等构成一个可控及显示精确的万年历时间系统。
DS1302为一个实时时钟芯片，具有较高时间精度，它与单片机进行串口通信，单片机通过与它的通信，取出其时间寄存器中的值，再通过相应的电路，把时间值通过LED显示，如果显示的值与标准时间不同，此系统就经过模拟键盘灵活控制，调节DS1302中时间寄存器中的值，达到与标准时间同步。
关键词 AT89C51，DS1302
I
ABSTRACT
Along with science and technology's development, the designs of the perpetual calendar have many meanings. This design uses the microprocessor AT89C51 and the chip DS1302, with the decoder chip 74HC154, the drive chip 74LS244, the simulative keyboard, the LED display and so on to constitute the perpetual calendar system which can control and display precisely.
DS1302 is a real-time clock chip and has the high time precision, it communicates with the microprocessor via the serial interface. The microprocessor takes out DS1302’s time register value by the communication, at last the LED displays the time value by the corresponding circuit. If the time value is different from the standard time, the simulation keyboard can adjust conveniently DS1302’s time register value, achieving with the standard time synchronously.
Keywords AT89C51, DS1302
II
目 录
摘 要 ............................................................................................................................ I
ABSTRACT .................................................................................................................... II
1 绪论 ......................................................................................................................... 1 2 功能要求 ................................................................................................................. 3 3 方案论证 ................................................................................................................. 3
3.1 显示器的选择 .................................................................................................... 3
3.1.1 VFD显示器 .............................................................................................. 3 3.1.2 LED显示器 .............................................................................................. 3 3.1.3 LCD液晶显示器 ....................................................................................... 4 3.2 编程语言的选择 ................................................................................................. 4
3.2.1 单片机汇编语言....................................................................................... 4 3.2.2 单片机C语言 .......................................................................................... 4 3.3 微处理器的选择 ................................................................................................. 5
4 硬件电路 ................................................................................................................. 6
4.1 DS1302时钟芯片 ................................................................................................ 7
4.1.1 DS1302简介 ............................................................................................. 7 4.1.2 DS1302的控制字节 .................................................................................. 8 4.1.3 数据的输出.............................................................................................. 9 4.1.5 DS1302的寄存器 ...................................................................................... 9 4.1.6 DS1302的读写方式 ................................................................................ 11 4.1.7 DS1302时序图 ....................................................................................... 12 4.1.8 DS1302电路 ........................................................................................... 13 4.2 单片机AT89C51 ................................................................................................ 14
4.2.1 单片机AT89C51简介 ............................................................................. 14 4.2.2 单片机引脚简介..................................................................................... 15 4.2.3 低功耗模式............................................................................................ 18 4.3 模拟键盘的设计 ............................................................................................... 19 4.4 LED显示器的设计 ............................................................................................ 20 4.5 74LS244芯片 ................................................................................................... 21
5 软件设计 ............................................................................................................... 25
III
5.1 系统软件设计原理 ........................................................................................... 25 5.2 键盘扫描子程序 ............................................................................................... 25 5.3 显示子程序 ...................................................................................................... 26 5.4 DS1302控制子程序 .......................................................................................... 27 5.5 主函数 ............................................................................................................. 27
6 软件平台 ............................................................................................................... 28
6.1 Proteus软件 ................................................................................................... 28 6.2 KEIL软件......................................................................................................... 31
7 结论 ....................................................................................................................... 33 参 考 文 献 ............................................................................................................... 34 附录A：部分单片机源程序 ...................................................................................... 35 致 谢 ........................................................................................................................... 38
IV
1 绪论
在科技日新月异发展的今天，人们对时间概念的认识显得尤为深刻，“时间就是金钱”，“时间就是生命”等警句更是激励着人们努力工作，把握时间。
作为时间的标量，时钟等计时设备也随着人们的不断认识而变化。在三千年前，我国祖先就发明了用土和石片刻制成的“土圭”与“日规”两种计时器，成为世界上最早发明计时器的国家之一。到了铜器时代，计时器又有了新的发展，用青铜制的“漏壶”取代了“土圭”与“日规”。东汉元初四年张衡发明了世界第一架“水运浑象”，此后唐高僧一行等人又在此基础上借鉴改进发明了“水运浑天仪”、“水运仪象台”。至元明之时，计时器摆脱了天文仪器的结构形式，得到了突破性的新发展。元初郭守敬、明初詹希元创制了“大明灯漏”与“五轮沙漏”，采用机机械结构，并增添盘、针来指示时间，这使其计时更准确，机械性也更先进。
而在国外，阿拉伯工匠最早利用等速运动原理设计出摆钟表。埃及人制造了漏壶钟，它是由两个互相叠置的圆筒组成。水从上面的圆筒穿过一个小孔滴入下面的圆筒。水滴完了，就是某个时辰过去了。大一点儿的漏壶灌一次水可报六个小时，然后再重新装满水。他们还甚至做了装有指针和鸣击装置的钟表，每隔一小时，一定数量的圆球便滚落到金属盖上，发出大声的鸣响。而钟表发展史日晷是最早报“标准时”的仪器，它由晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度的盘，其中央装有一根与盘面垂直的晷针，针影随太阳运转而移动在盘上的位置。一二七零年前后在意大利北部和南德一带出现的早期机械式时钟，以秤锤作动力，每一小时鸣响附带的钟，自动报时。一三三六年，第一座公共时钟被安装于米兰一教堂内，在接下来的半个世纪里，时钟传至欧洲各国，法国、德国、意大利的教堂纷纷建起钟塔。
到了现代，计时设备的新技术更是层出不穷，一九六九年，日本精工手表公司开发出世界上第一块石英电子手表，日误差缩小到零点二秒以内。与传统的机械式手表相比，它走时更为准确，功能更多，制作的成本也更低。一九七二年，美国的汉密尔顿公司发明了数字显示手表，马达和齿轮从手表中消失了。为了适应现代社会的需要，瑞士等国更是推出自己特色的钟表新产品，如瑞士菲利浦公司生产的光电钟，可将光源转换成电能作能源的电子表。日本研制成具有录音、放音等功能的数字手表，还有翻译手表、电视手表等。英国的无声闹声，到了预定钟点，产生振动叫醒人，可供耳聋者使用。还有声控照明钟、气温钟、火警闹 钟等。
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