江西理工大学2012届专科生毕业设计（论文）
第二章 系统的硬件设计与实现
2.1 系统概述
本系统是由AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压环境中工作；时钟电路由内部时钟电路外接晶振提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的可随时调整时钟电路，工作电压为3V～5V；所以采用DS1302作为本设计的日历芯片；显示部份使用LCD1602B液晶模块进行数字显示，1602B液晶模块可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0—D7,和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送，这样就可以节省MCU的I/O口资源，系统主要由晶振电路、复位电路、时钟电路部分、中央处理单元、晶显示部分组成，单片机数字时钟的设计流程如图2-1所示。电路总体框图设计
蜂鸣器 DS1302 时钟芯片 单片机 AT89S52 LCD1602 复位电路 按键 电路 晶振 电源
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2-1 电路总体框架图
2.2模块电路的设计 2.2.1时钟电路
时钟电路为整个单片机系统产生时间基准，是单片机系统必须的部分；本系统采用美国DALLAS公司推出的DS1302实时时钟芯片，工作电压为2.5V-5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，该芯片是采用串行方式的实时时钟芯片，串行方式的实时时钟芯片大多数是将地址线、数据线、控制线合为一根串行传输数据的传号线，这种方式的有点是信号线少、电路连接简单、节省系统资源和电路板的面积，缺点是程序编写复杂、工作量比较大，且操作速度较慢，接下来我们来分析一下DS1302的性能与原理。
DS1302的性能：
、 计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月和年，能进行闰年调整；
B、31字节数据RAM； C、引脚与TTL兼容；
D、工作电流小于300nA,有备份电源和涓流充电能力； DS1302引脚定义：
I/O：数据输入/输出引脚
SCLK：串行时钟输入引脚 RST复位引脚 GND：接地引脚
Vcc1、Vcc2：工作电源、备份电源引脚 X1、X2：晶振接入管脚。晶振频率为32.768KHz。 DS1302的操作：
命令字格式如图2-2-1所示：
VCC2X1X2GND1 2 3 4 8765 VCC1SCLKI/ORSTDS1302位：D7D61R/C
D5A4D4A37
D3A2D2A1D1A0D0R/W 江西理工大学2012届专科生毕业设计（论文）
图2-2-1 命令字格式
D7位：固定为1
R/C位：为0时选择操作时钟，为1时选择操作RAM
A4A3A2A1A0:操作地址
R/W位：为0时进行写操作，为1时进行读操作 单字节操作如图2-2-1-1所示：
RST
SCLK
I/O0写命令数据字节图2-2-1-1 写操作
RST
图2-2-1-2读操作
SCLKI/O1读命令D0D1D2D3D4D5D6D7数据字节多字节操作（突发模式） :
每次写入或读出8个字节时钟日历数据或31个字节RAM数据。与单字节时相似，仅需将A0~A4换成“11111” 。
DS1302的寄存器：DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字，表（2-2-1）为日历寄存器功能表。
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表（2-2-1） 日历时钟寄存器功能表
DS1302与单片机的接口：
+3.6VNi-Cd电池+5VVCC2X1VCC1SCLKI/OP1.0P1.1P1.2
X2GNDRSTDS1302
89S51图2-2-1-3 DS1302与单片机的接口图
2.2.2液晶LCD1602显示电路
1602B液晶模块可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0—D7,和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送，这样就可以节省MCU的I/O口资源，液晶LCD1602引脚情况如下表(2-2-2)所示；液晶LCD1602最小系统图如2-2-1-2所示。
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(2-2-2）LCD1602引脚功能表
2-2-2-1液晶LCD1602最小系统图
图2-2-1-2液晶LCD1602最小系统图
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