《基于ds1302和单片机时钟设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ds1302和单片机时钟设计.doc（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖南科技大学本科生课程设计摘要：本次课程设计所设计的时钟模块是基于DS1302时钟芯片和AT89C52单片机的时钟设计，是以AT89C52单片机为核心，由DS1302时钟芯片、数码管做显示器及74LS08与门构成的24小时制单功能电子实时时钟。这种单功能电子实时时钟不仅具有了一般数字时钟的基本的显示实时时间的功能，并且还能通过两个按钮实现时钟运行与停止功能。如果需要设置时间的话，只需在软件程序上改变时钟芯片的初始化程序就能实现。在电子产品盛行的今天，像这样的电子时钟设计可以给予它更大的发展空间与应用前景。关键词：DS1302时钟芯片、AT89C52单片机、电子实时时钟目录第一章 汽车运行安全无
2、线监测系统总体方案设计- 1 -1.1 总体方案设计- 1 -1.2 单片机的选择- 1 -1.3 超声波测距方案设计- 3 -1.4 测气压模块设计- 3 -1.5 无线发射与接收设计- 3 -1.6显示装置的设计- 3 -1.7日历时钟模块- 4 -1.8 键盘模块- 4 -第二章 时钟模块设计方案- 5 -2.1系统功能框图- 5 -2.2系统主要部分- 5 -2.3方案选择- 6 -第三章 硬件设计部分- 8 -3.1单片机最小系统电路设计和元件的选择- 8 -3.2 DS1302时钟芯片电路设计- 8 -3.3数码管显示电路设计- 9 -3.4按键电路设计- 9 -第四章 软件设计部
3、分- 10 -4.1主程序单元部分- 10 -4.2外部中断部分- 11 -4.3显示程序单元部分- 11 -4.4 DS1302时钟芯片判断时钟是否停止- 12 -第五章 系统调试与仿真- 13 -5.1系统调试- 13 -5.2仿真电路- 14 -源程序- 15 -设计总结及体会- 22 -参考文献- 22 -第一章 汽车运行安全无线监测系统总体方案设计1.1 总体方案设计 整个系统要集测胎压，测距，时钟，无线发射接收和显示与一体，所以整体方案是通过胎压传感器来测胎压，通过无线发射接收模块把信息发送给单片机。在测距方面通过超声波发射接收电路来实现。所有数据在单片机内部处理后加上时钟信息然后
4、一起显示在液晶屏上面，通过按键来切换液晶屏上面距离与时间的界面。整体系统框图如图1-1所示。单片机胎压测量键盘超声波发射与接收日历时钟液晶显示无线发射接收图1-1 系统框图1.2 单片机的选择 本设计选用的单片机是AT89C52，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器RAM器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 89C52相对于89C51优
5、越性包括，第一是RAM空间增大AT89C51有128字节的内部RAM，称为DATA存储区。AT89C52的内部RAM扩展为256字节，其中高128字节，位于从80H开始的地址空间中，称为IDATA存储区但IDATA区的访问只能是间接寻址方式。第二是内部Flash变大，AT89C51有4 kB的内部Flash PERAM，而AT89C52的内部Flash PERAM增加1倍，达到8kB。 第三是中断源增加，在AT89C52申P1.0和P1.1还可分别作为定时器/计数器2的外部计数输入，P1.O/T2和P1.1/T2EX，也就是说P1.0同时可作为定时器针数器T2的外部计数输入和输出占空比50%的
6、时钟脉冲端口，Pl.l同时可作为定时器/计数器T2捕获厘新装载触发和方向控制端口。故AT89C52除了具备AT89C51的定时器/汁数器T和定时器/计数器Tl，还额外增加了一个定时器/计数器T2。 AT89C52具有40个引脚，主要管脚有XTAL1 19 脚和XTAL218 脚，为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd9 脚，为复位输入端口外接电阻电容组成的复位电路。VCC40 脚和VSS20 脚为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义在本设计中，P0 端口3239 脚，被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相
7、连接13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口分别连接N1的SDAS18脚和SCLS19脚，端口12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。芯片引脚图如图1所示。图1-2 单片机引脚图1.3 超声波测距方案设计经过多方考虑，确定采用超声波测距模块，该电路简单方便，经济实用，可靠性较高，适合本设计学要。由AT89C52单片机编程，执行程序后P0.1口产生脉冲信号，经HC-SRO4超声波测距模块，产生超声波和接收。将超声波调制脉冲变为交变电压信号，送入MAX232接收器中进行处理。输出端7
8、高电平越变为低电平，通过P0.0监测信号送至单片机处理。在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个正跳变，结束后产生负跳变，通过定时器计时读取时间差，再由单片机计算距离。1.4 测气压模块设计飞思卡尔公司生产的MPXY8020A基于MEMS 技术的压力温度传感器,电压为2.7 V3.3 V温度为070,压力为250kPa450kPa,即轮胎正常运行时,压力测量的误差为10.0kPa。MPXY8020A 具有校准功能 ,可以对压力、温度数据进行检测和校准。内置低频振荡器,具有3 s 唤醒
9、功能,实现了模块级的能耗管理,功耗低,待机电流为600nA、压力采样电流为1.5mA:4 种工作模式灵活运用以实现省电。1.5 无线发射与接收设计 数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在25+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。1.6
10、显示装置的设计显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的，几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅在于显示器的结构类型不同而已。最简单的显示器可以使LED 发光二极管，给出一个简单的开关量信息，而复杂的较完整的显示器应该是 CRT监视器或者屏幕较大的 LCD 液晶屏。综合课题的实际要求以及考虑单片机的接口资源，采用工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。 1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间
11、距和行间距的作用，正因为如此所以他不能显示图。 本设计中用1602来显示测试的距离。1.7日历时钟模块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2.5V5.5V。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318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/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。1.8 键盘模块 本设计采用
12、六个按键对液晶屏和时钟模块进行调节，按键功能分别为设置，切换界面，光标左移，光标又移，加一，减一。第二章 时钟模块设计方案2.1系统功能框图在现今的这个社会，每天的时间都很紧迫，有些人怕误了时间做自己重要的事，尤其是对现在的学生而言，他们早上要早起，上课要准时，这样都少不了有一个时钟；早上干早班的人，在外出行的人，工厂里某些要严格按时间标准来控制的产品等等一些我们身边无时无刻都有的，而在这个关键的部分就要用到我们本次设计的时钟来计时了。下面我们就介绍一下本次设计的基本设计框图。单 片 机时钟信号产生电路复位电路DS1302时钟芯片数码管显示时、分、秒两个按钮控制时钟芯片的运行及停止图2-1 基
13、本设计框图2.2系统主要部分1：中央处理器电路：采用单片机芯片机外围电路构成最小系统。2：时钟信号产生电路：时钟芯片3：人机接口电路：按键电路、数码管显示电路。2.3方案选择2.3.1时钟电路部分 我们选用DS1302时钟芯片， 该芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，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，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.55.5V。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
14、，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。外部引脚分配 图2-2 DS1302引脚各引脚的功能为： Vcc1：备用电源；Vcc2：主电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2 Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。 SCLK：串行时钟，输入； I/O：三线接口时的双向数据线； CE：输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输
15、的方法。 DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器（读时81h8Dh，写时80h8Ch），存放的数据格式为BCD码形式。 所以，最后本设计采用DS1302时钟芯片。2.3.2显示部分 本设计中，显示部分我们可以采用多个LED数码管显示器。 数码管相对于LCD1602液晶显示器来说具有亮度大、接口设计比较容易，价格相对较便宜等优点。且在本次设计中恰好能把我们要显示的数字显示出来。所以，本次设计采用多个LED数码管显示器来显示数字。 2.3.3按键部分我们可以采用芯片74LS08与门来扩展接口，虽然在该设计中我们只用到二个按钮，但用这个芯片就足可以了。我们采用这种方式只占用1个口线，另外按键去抖动较方便，是一种明智的选择。
