西安邮电学院
开放实验设计报告
系部名称 学生姓名 专业名称 班 级 实习时间
电子与信息工程系
电子与信息工程
基于STC89C52液晶显示数字万年历
1.引言
在51单片机应用系统中，常常需要记录实时的时间信息。比如，在数据采集时，对默写重要的事件常常需要记录下准确的发生事件；又比如在银行营业大厅中使用的利率或汇率显示屏，上面除了显示利率或者汇率等数据外，还需要显示实时的时间信息，其中包括年，月，日，星期，时间等。
下面我们利用STC89C52和液晶显示器LCD1602和实时时钟芯片DS1302来实现实时时钟并利用液晶显示器进行显示。 1. 单片机STC89C52
STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash。 2. 实时时钟芯片DS1302
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。带有IIC总线接口，便于同单片机进行通信。外接32.768KHZ晶振，可实现年误差小于2分钟。 3．液晶显示模块LCD 1602
LCD1602液晶显示模块是由字符型液晶显示屏（LCD），控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路HD44100或与其兼容的IC，少量阻，容元件，结构件等装配在PCB板上而成。它可以显示2行字符，每行16个字符。 2．所用硬件和软件系统的介绍，实施方案 数字时钟芯片DS1302 1. 数据输入输出(I/O)
在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。 2. DS1302的控制字节
DS1302 的控制字节的最高有效位(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指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。 3.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如下。
此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作。 器。日历、时间寄存器及控制字如表1所示：
7 6 5 4 3 2 1 0
寄存器名称
1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W
秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 小时寄存器 日寄存器 月寄存器 星期寄存器 年寄存器 写保护寄存器 慢充电寄存器 时钟突发寄存器
1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 1 1 1 1 0 1
0 1 1 0 0 1 1 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0
1
表1：日历、时钟寄存器与控制字对照表
最后一位RD/W为“0”时表示进行写操作，为“1”时表示读操作。 DS1302内部寄存器列表如表2所示：
命令字 取值范围 各位内容
寄存器名称
写 读 7 6 5 4 3 2 1 0
秒寄存器 80H 81H 00-59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00-59 0 10MIN MIN 小时寄存器 84H 85H 01-12或00-23 12/24 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 01-28,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 01-12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01-07 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器
8CH 8DH
00-99
10YEAR
YEAR
表2：DS14302内部主要寄存器分布表 4. DS1302与MCU的连接
DS1302与CPU的连接采用IIC总线协议，即SCLK、I/O、RST。由于STC89C52无IIC总线，所以采用软件模拟IIC总线连接DS1302。
其SCLK、I/O、RST分别接单片机P1.6，P1.4，P1.5引脚。如图所示：
5 .DS1302的读写
DS1302 与微处理器进行数据交换时，首先由微处理器向电路发送命令字节，命令字节最高位MSB(D7)必须为逻辑1，如果D7=0，则禁止写DS1302，即写保护；D6=0，指定时钟数据，D6=1，指定RAM数据；D5～D1指定输入或输出的特定寄存器；最低位LSB(D0)为逻辑0，指定写操作(输入)， D0=1，指定读操作(输出)。
在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送命令字节。若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节，或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。
其写数据与读数据操作时序
读数据操作时序
写数据操作时序
液晶显示模块LCD 1602
LCD 1602 与单片机连接如图所示
引脚功能说明
1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表10-13所示:
表3：引脚接口说明表
第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。