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簡(jiǎn)析基于DS1302和LCD1602的萬(wàn)年歷系統設計論文
0引言
在日常生活中，無(wú)論哪一行業(yè)，哪一領(lǐng)域，時(shí)間授時(shí)都是不可或缺的。從古老的鐘表到現代的電子設備都提供時(shí)間授時(shí)的功能。因此，對于單片機學(xué)習者來(lái)說(shuō)，設計并實(shí)現一款低成本的，有操作性的，提供年，月，日，小時(shí)，分，秒，星期等基本計時(shí)功能的萬(wàn)年歷系統，顯得特別實(shí)用，特別有意義。
1總體設計及原理圖
萬(wàn)年歷的基本功能一是要提供年月日等基本時(shí)間項的授時(shí);二是可以修改時(shí)間項�；谝陨蟽蓚�(gè)功能，我們萬(wàn)年歷總體設計方案。
萬(wàn)年歷有時(shí)鐘計時(shí)模塊，顯示模塊，調整時(shí)鐘模塊和控制器4部分組成。接下來(lái)的任務(wù)就是對以上模塊進(jìn)行選型。低成本，可操作是選型的標準。對于控制器，選擇最常用的C51系列單片機STC89C52。
STC89C52是由宏品科技生產(chǎn)的是一種低功耗8位基于經(jīng)典C51內核的微處理器，具有8 KhyteFLASH存儲器，512 byte RAM , 4 KByte EEPROM , 32位通用IO接口，可以直接用串口下載程序。
時(shí)鐘模塊選擇由dallas公司生產(chǎn)的時(shí)鐘芯片DS1302,DS1302是一款支持年月日，小時(shí)分秒，星期，閏年補償的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片;其簡(jiǎn)單三線(xiàn)結構可以很方便地與單片機通用IO相連，進(jìn)行串行總線(xiàn)讀寫(xiě)傳輸。
顯示模塊選擇16x2的字符點(diǎn)陣模塊LCD 16020LC D 1602的控制器以Hitachi公司生產(chǎn)的HD44780芯片最為常見(jiàn)。LC D 1602引腳主要包括3類(lèi)，第1類(lèi)是電源。第2類(lèi)是8位數據I/0通道，用于讀寫(xiě)LC D 1602。第3類(lèi)是3根控制線(xiàn)，RS,R/W和E，其中，RS和R/W是用于實(shí)現LCD不同操作的。
E是作為讀寫(xiě)的啟動(dòng)信號，有點(diǎn)類(lèi)似一個(gè)時(shí)鐘信號，數據要寫(xiě)人LC D 1602或從LCD 1602讀出數據均需要首先置E信號為高至少1 s，然后置低。
調整時(shí)鐘模塊設計了4個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)，用于設定和修改時(shí)間項。
根據總體設計方案和各個(gè)模塊的特性。設計了萬(wàn)年歷的原理圖STC89C52的PO口作為通過(guò)IO來(lái)用，連接上拉電阻。時(shí)鐘芯片DS1302由32.768 Khz的品振作為時(shí)鐘源，用于串行數據傳輸的SCLK,SDA,RST分別于STC89C52的P0.3,P0.4,P0.5相連。顯示模塊LC D 1602的8位數據通道DO，D7與STC89C52的P2相連，其控制引腳RS,RW,E分別于STC89C52的P0.1 , P0.2 , P0.3相連。P1.O}P1.4連接4個(gè)上拉電阻和輕觸開(kāi)關(guān)，未按下為高電平，按下為低電平。
2軟件設計
通過(guò)STCS9cs2讀取DS1302各個(gè)時(shí)間項的值，然后顯示到LC D1602,4個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)，S1用于選擇年月日等時(shí)間修改項，S2和S3用于在修改時(shí)間項，增加和減少某個(gè)時(shí)間項的數值，S4鍵用于確認時(shí)間項的修改�；谝陨闲枰獙�(shí)現的功能，設計了軟件總體流程圖。
首先設計了讀取DS1302各個(gè)時(shí)間項寄存器模塊。DS1302有兩類(lèi)寄存器，一類(lèi)是時(shí)間項讀寫(xiě)寄存器，另一類(lèi)是控制寄存器，與萬(wàn)年歷系統相關(guān)有7個(gè)時(shí)間項讀寫(xiě)寄存器和一個(gè)控制寄存器。
7個(gè)時(shí)間項寄存器分別可以讀寫(xiě)秒，分，小時(shí)，日期，月，星期和年�？刂萍拇嫫鱟ontrol，其第7位WP用于對時(shí)間項寄存器的寫(xiě)保護，該位為0，允許對年月日等時(shí)間項寄存器寫(xiě)，該位為1，禁止對其他寄存器寫(xiě)。所有的時(shí)間項寄存器值均采用BCD碼格式存放。DS1302時(shí)間項寄存器是讀還是寫(xiě)由該寄存器號的最后一位決定，最后一位為0就是寫(xiě)人，為1就是讀出。秒寄存器最高位CH用于控制DS1302計時(shí)的啟停。 CH為1計時(shí)會(huì )中止，DS1302進(jìn)人待機模式。CH為0啟動(dòng)計時(shí)。在按鍵設定DS1302時(shí)間項值的時(shí)候該位需置1。小時(shí)寄存器可以設置12或24小時(shí)制，第7位為1選擇12小時(shí)制，在這種制式下，第5位為1表示PM，為0表示AM。第7為為0選擇24小時(shí)制。
軟件的第3個(gè)部分是設計如何實(shí)現按鍵設定修改時(shí)間項。按鍵S1的功能有兩個(gè):一是按下表示需要設定時(shí)間項，中止DS1302計時(shí)，關(guān)閉DS1302寄存器寫(xiě)保護;二是再次不斷按下選擇設定不同的時(shí)間項，從年開(kāi)始，月，日，一直到星期，再回到年，在哪個(gè)時(shí)間項停留，在LC D 1602顯示的該項目就閃爍，就可以開(kāi)始按S2或S3開(kāi)始增加或減少該時(shí)間項的值。S4鍵的功能是確認修改，打開(kāi)DS1302寫(xiě)保護，重新啟動(dòng)DS1302計時(shí)。
除了以上3部分的軟件設計，軟件部分還設計了初始化LCD 1602和DS1302的程序。
3結束語(yǔ)
從設定目標任務(wù)，完成總體設計方案，基于低成本、通用原則選擇相應的元器件，設計原理圖，到整體軟件設計，各個(gè)模塊的軟件設計，本文完成了萬(wàn)年歷系統的設計，并完成了實(shí)物設計。從應用的角度看，該系統既可以滿(mǎn)足學(xué)習者很好地學(xué)習單片機知識，又可以為學(xué)習者設計、完成其他系統提供借鑒。
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