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1、简易数字时钟的设计（完整程序附在最后）摘要：本电子钟利用单片机AT89S52控制日历时钟芯片DS12C887实现多功能数字时钟。该时钟由单片机控制日历时钟芯片实现年份、月份、日期、时间信息的获取，并且通过LCD12864对年份、月份、日期、星期、节日、时间信息进行显示，可以对年份、月份、日期、星期、时间进行修改，具有掉电后时间信息不丢失的功能。另外具有闹钟功能和具有整点报时功能，可设置闹铃时间，当闹铃时间到时，进行闹铃，通过任意按键可解除闹铃；当整点到来，鸣奏音乐。采用18B20进行温度测控，超出温度阈值将会进行报警。我们将程序固化到单片机中，并且设有程序下载口，可以方便对程序进行升级。关键词
2、：多功能数字时钟，单片机AT89S52，日历时钟芯片DS12C887，闹铃，整点报时。1 设计要求基本设计要求（1）单片机控制日历时钟芯片实现年份、月份、日期、星期、时间信息的获取。（2）在LCD上对年份、月份、日期、星期、时间、信息进行显示。（2）可以对年份、月份、日期、星期、时间进行修改。（3）具有掉电后时间信息不丢失的功能。发挥部分（1）具有闹钟功能。可设置闹铃时间，当闹铃时间到时，进行闹铃。通过按键可解除闹铃。（2）具有整点报时功能。（3）程序固化到单片机中，并且可直接进行程序下载和更新。2 总体设计2.1 系统组成及工作原理本电子钟由单片机、定时、显示、按键、定时提醒、ISP在线编程
3、6部分组成。产品以AT89S52单片机、DS12C887时钟芯片为核心，显示部分采用LCD12864，使用6个按键、1蜂鸣器和一个温度传感器，加上ISP在线编程模块。DS12C887时钟芯片产生时钟信号和存放闹铃数据，其精度和可靠性高，在单片机掉电状态下能正确走时、保存闹铃数据长达10年，故能实现停电重起后定时设计不变的关键设计指标。AT89S52单片机实时获取DS12C887的时间和闹铃数据，驱动LCD和蜂鸣器。显示部分的LCD有高亮度，低成本等诸多优点。蜂鸣器作闹铃提示切合实际、直观。按键方面采用软件消抖，减少硬件电路的同时增加了可靠性。本产品完全达到设计要求，辅助的ISP在线编程让产品具
4、有强大的扩展功能，使其不仅仅是一个电子钟，更是一个单片机试验平台。2.2 DS12C887时钟芯片原理DS12C887能够自动产生世纪、 年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决 “千年”问题；DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10年之久；对于一天内的时间记录，有12 小时制和 24 小时制两种模式。在 12 小时 制模式中，用 AM 和 PM 区分上午和下午； 时间的表示方法也有两种，一种用二进制数 表示，一种是用 BCD 码表示；DS12C887 中 带有 128 字节 RAM，其中有 11 字节 RAM 用来存储
5、时间信息，4 字节 RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息，称为控制寄存器，113 字节通用 RAM 使用户使用；此外用户还 可对 DS12C887 进行编程以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。3 硬件设计3.1 硬件组成用Visio画出硬件组成框图，并进行描述 本万年历以AT89S52单片机、DS12C887时钟芯片为核心，显示部分采用LCD12864，使用6个按键、1蜂鸣器和一个温度传感器，加上ISP在线编程模块。DS12C887时钟芯片产生时钟信号和存放闹铃数据。3.2 单片机核心模块单片机最小系统3.2.1主要特性单片机AT89S52是 ATMEL公司生
6、产的低电压、高性能COMS 8位单片机，它有128Byte RAM、8KByte可编程FLASH ROM，指令系统与MCS-51系列兼容。采用KEILC51编译软件，PROTUES仿真平台，能方便实现程序的仿真。ISP在线编程，能方便的更新程序。可对选用的单片机特点进行描述，可画出单片机最小系统并描述电路连接。3.2.2单片机引脚说明AT89S52 采用 40Pin 封装的双列直接 DIP 结构，40 个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4 组 8 位共 32 个 I/O 口，中断口线与 P3 口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：Pin20: 接地脚。 Pin40:
7、 正电源脚，正常工作或对片内 EPROM 烧写程序时，接 +5V 电源。 Pin19: 时钟 XTAL1 脚，片内振荡电路的输入端。 Pin18: 时钟 XTAL2 脚，片内振荡电路的输出端。 时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在 18 和 19 脚外接石英晶体 (2-12MHz) 和振荡 电容，振荡电容的值一般取 10p-30p 。另外一种是外部时钟方式，即将 XTAL1 接地，外部时钟信号 从 XTAL2 脚输入。 输入输出 (I/O) 引脚： Pin32-Pin39 为 P0.0-P0.7 输入输出脚， Pin1-Pin8 为 P1.0-P1.7 输入输出脚， Pin21-Pi
8、n28 为 P2.0-P2.7 输入输出脚，Pin10-Pin17 为P3.0-P3.7输入输出脚，这些输入输出脚的功能阐述如下： P0 口（ 32 脚 39 脚）：是双向 8 位三态 I/O 口，在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据 总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 负载。P1 口（ 1 脚 8 脚）：是 8 位准双向 I/O 口。由于这种借口输出没有高阻状态，输入也不能锁存， 故不是真正的双向 I/O 口。 P1 口能驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 负载。 P2 口（ 21 脚 28 脚）：是 8 位准双向 I/O 口。访问外部存储器时，它可以作为高 8 位
9、地址总线 送出高 8 位地址。 P2 可以驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 负载。 P3 口（ 10 脚 17 脚）：是 8 位准双向 I/O 口， P3 口能驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 负载。 P3 口除了作为一般的准双向通用 I/O 口使用外，每个引脚还有第二功能。 P3 口的 8 条线都定义有第二功能 6 ，如表 4.1 所列。 P3引脚第二功能：P3.0 RXD （串行口输入端） P3.1 TXD （串行口输出端） P3.2 INT0 （外部中断 0 请求输入端，低电平有效） P3.3 INT1 （外部中断 0 请求输入端，低电平 有效） P3.4 T0 （定时器 /
10、 计数器 0 的技数脉冲输入端） P3.5 T1 （定时器 / 计数器 0 的技数脉冲输入端） P3.6 WR （片外数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） P3.7 RD （片外数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） Pin9:RESET/Vpd 复位信号复用脚，当单片机通电，时钟电路开始工作，在 RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器 PC 指向 0000H ， P0-P3 输出 口全部为高电平，堆栈指钟写入 07H ，其它专用寄存器被清 “0” 。 RESET 由高电平下降为低电平后， 系统即从 0000H 地址开始执行程序。然而，
11、初始复位不改变 RAM （包括工作寄存器 R0-R7 ）的状态， 单片机复位后的状态如下： P0 P3=FFH ，各口可用于输出，也可用于输入； SP=07H ，第一个入栈内容将写入 08H 单元； IP、IE 和 PCON 的有效位为 0 ，各中断源处于低优先级且均被关断，串行通讯的波特率不加倍； PSW=00H ，当前工作寄存器为 0 组。 Pin30:ALE/PROG 当访问外部程序器时， ALE( 地址锁存 ) 的输出用于锁存地址的低位字节。而访 问内部程序存储器时， ALE 端将有一个 1/6 时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机 是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更
12、有一个特点，当访问外部程序存储器， ALE 会跳过一 个脉冲。 如果单片机是 EPROM ，在编程其间， PROG 将用于输入编程脉冲。 Pin29:PESN 当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号， PC 的 16 位地址数据将出现 在 P0 和 P2 口上，外部程序存储器则把指令数据放到 P0 口上，由 CPU 读入并执行。Pin31:EA/Vpp 程序存储器的内外部选通线， 8051 和 8751 单片机，内置有 4kB 的程序存储器， 当 EA 为高电平并且程序地址小于 4kB 时，读取内部程序存储器指令数据，而超过 4kB 地址则读取 外部指令数据。如 EA 为低电平，则不管
13、地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对内部 无程序存储器的 8031,EA 端必须接地。 3.3晶振电路振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。3.4显示电路本电路采用1602LCD，由于数码管只能显示数字数码管显示内容单一，液晶则比较丰富，而这个实验中，要求功能较多，为了使电路显示的更清晰明了，本实验最终决定采用1602LCD显示。且液晶显示已占居社会主流，优势明显。模块引脚功能表： 引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电
14、压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A-背光源正极（LED+5V）20LED_K-背光源负极（LED-OV）3.5时钟电路3.6独立按键电路独立按键电路图鉴于使用中断电路
15、会增加硬件电路的复杂度，本电路采用独立按键的方法，只需在程序中加入扫描程序即可。其中P1.4接按键1，P1.5接按键2，P1.6接按键3，P1.7接按键4，其中按键4为确定，通过按键已可以切换至不同的工作方式，譬如时间，日期，闹铃设置，秒表；按键2为加键，通过按键2可以调整时间和闹钟的加键，按键3为减键，按键1为退出键。在秒表中键4为开始键和暂停，2和3为清零键。3.7蜂鸣器电路4 程序设计4.1 主程序设计main() char e=0,f=0,w2=0,w3=0;s1=1;s2=1;s3=1;s4=1;EA=1;/打开总中断 EX0=1;/开外部中断1 IT1=1;/设置负跳变沿触发中断ds_in
