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图1 STC89C52管脚图
（二）时钟芯片选择
在电子时钟设计中，常用的实时时钟芯片有DS12887、DS1216、DS1643、DS1302。每种芯片的主要时钟功能基本相同，只是在引脚数量、备用电池的安装方式、计时精度和扩展功能等方面略有不同。DS12887与DS1216芯片都有内嵌式锂电池作为备用电池； X1203引脚少，没有嵌入式锂电池，跟DS1302芯片功能相似，只是相比较之下，X1203与STC89C52搭配使用时占用I/O口较多。DS1643为带有全功能实时时钟的8K×8非易失性SRAM，集成了非易失性SRAM、实时时钟、晶振、电源掉电控制电路和锂电池电源，BCD码表示的年、月、日、星期、时、分、秒，带闰年补偿。同样，DS1643拥有28只管脚，硬件连接起来占用微处理器I/O口较多，不方便系统功能拓展和维护。故而从性价比和货源上考虑，本设计采用实时时钟日历芯片DS1302。
专科毕业设计说明书（论文） （1）DS1302简介 第 5 页 共 I 页 DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI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个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。有主电源和备份电源双引脚，而且备份电源可由大容量电容（＞1F）来替代。需要强调的是，DS1302需要使用32.768KHz的晶振[2]。 （2）DS1302管脚说明 DS13021234VCC1X1X2GNDVCC2SCLKI/ORST8765 图2 DS1302芯片引脚图 表1 DS1302引脚功能说明 引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 VCC1 X1 X2 GND RST I/O SCLK VCC2 功能 2备份电源输入 132.768KHz晶振输入 32.768KHz晶振输出 地 控制移位寄存器/复位 数据输入/输出 串行时钟 主电源输入 (3) DS1302读写和控制说明
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DS1302的数据读写方式有两种，一种是单字节操作方式，一种是多字节操作方式。每次仅写入或读出一个字节数据称为单字节操作，每次对时钟/日历的8字节或31字节RAM进行全体写入或读出的操作，称其为多字节操作方式。当以多字节方式写时钟寄存器时，必须按数据传送的次序依次写入8个寄存器。但是，当以多字节方式写RAM时，不必写所有31字节。不管是否写了全部31字节，所写的每一个字节都将传送至RAM。
为了启动数据的传输，CE引脚信号应由低变高，当把CE驱动至逻辑1的状态时，SCLK必须为逻辑0，数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期，也无论送方式是单字节传送还是多字节传送，都要通过控制字指定40字节中的哪个将被访问。在开始8个时钟周期把命令字（具有地址和控制信息的8位数据）装入移位寄存器之后，另外的时钟在读操作时输出数据，在写操作时输入数据，所有的数据在时钟的下降沿变化。所有写入或读出操作都是先向芯片发送一个命令字节。对于单字节操作，包括命令字节在内，每次为2个字节，需要16个时钟；对于时钟/日历多字节模式操作，每次为7个字节，需要72个时钟；而对于RAM多字节模式操作，每次则为32字节，需要多达256个时钟[3]。
表2 LCD1602引脚功能
引脚编号 引脚符号 1 2 3 4
VSS(输入) Vdd(输入) V0(输入) RS(输入)
功能规格 接地，0V 接电源，5V±5%
反视度调整，使用可变电阻调节，可改变对比度 寄存器选择。1：选择资料寄存器，0:选择指令寄存器
5 6 7 8 9 10 11
R/W(输入) 读写选择,1:读；0：写
使能选择。1：LCD可读写。0：LCD不可读写 数据端口的第0位 数据端口的第1位 数据端口的第2位 数据端口的第3位 数据端口的第4位
E(输入) DB0 DB1 DB2 DB3 DB4
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12 13 14 15 16
DB5 DB6 DB7 Vdd(输入) VSS(输入)
数据端口的第5位 数据端口的第6位 数据端口的第7位 背光电源正极，5V±5% 背光电源负极，0V
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三 、系统硬件设计及实现
该设计的硬件电路由主控部分(单片机STC89C52)、计时部分（实时时钟芯片DS1302）、显示部分（LCE1602）、按键部分（独立式键盘）、音响部分（直流蜂鸣器）5个部分组成。各部分之间相互协作，构成一个统一的有机整体，实现数字时钟的功能。各部分的硬件电路设计如下：
（一） 单片机外围电路设计
单片机STC89C52作为主控芯片，控制整个电路的运行。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号，直至系统电源稳定后，撤消复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。该设计采用含有二极管的复位电路，复位电路可以有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等引起的问题，在电源电压瞬间下降时可以使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。复位电路的设计图如图3示：
RST
图3复位电路设计图
（二）DS1302与单片机的接口设计
时钟芯片DS1302与单片机STC89C52的接口是由3条线来完成的，单片机
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STC89C52的P1.6与时钟芯片的数据传输端相连，P1.5用来作为DS1302输入时钟SCLK控制端,P1.7控制DS1302的复位输入端。DS1302的第8管脚与一个独立电池连接，2、3管脚接标准32.768KHz石英晶振。DS1302与单片机的接口电路如图4所示：
图4 DS1302与单片机的连接
(三) LED显示电路
显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据，按照材料及产品工艺，单片机应用系统中常用的显示器有： 发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器、CRT显示器等。LED显示器是现在最常用的显示器之一，如下图所示。
图5 LED显示器的符号图