基于at89c51单片机数字时钟设计

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1、基于AT89C51单片机数字时钟设计　　摘要本文介绍一款由AT89C51单片机、DS1302时钟芯片、LCD1602字符液晶显示器构成的数字时钟的设计。通过单片机对DS1302的读写操作，具有LCD1602液晶显示年月日、星期和时分秒的功能，并且具有调节年月日、星期和时分秒的功能。关键词数字时钟；AT89C51单片机；DS1302时钟芯片中图分类号TP368.1文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0220-020引言数字时钟是一种利用集成电路技术实现对时、分、秒等进行数字显示的计时装置，广泛用于各种计时场合。钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大

2、的便利，已成为人们日常生活不可或缺的必需品。与传统钟表相比数字时钟具有良好的实时性和方便的扩展性。经过一定的软硬件扩展可以实现诸如定时自动报警、市政路灯自动起闭控制、定时打铃等的功能。因此，研究数字时钟的设计及其应用的扩展，有着非常现实的意义。1系统总体设计方案本文所设计的数字时钟由主控芯片、时钟模块、显示模块和键盘控制模块共4个功能模块组成，如图1所示。5主控芯片选用Atmel公司生产的AT89C51单片机，完成对其他三个功能模块的协调与控制，是系统的核心部分。时钟模块采用美国DALLAS公司推出的高性能低功耗的实时时钟芯片DS1302，可以提供秒、分、时、日、月

3、和年等信息，具有月末日期自动调节和闰年校正功能；提供主电源和备用电源双电源引脚，可以对后备电源进行涓流充电。显示模块选用液晶显示器LCD1602，型号为OCM2X16A，为字符点阵式液晶模块，可以显示两行，每行十六个字符。键盘控制模块由三个按键组成，用于时间的设定与调整。2硬件电路设计整个系统的组成如图2所示。2.1时钟与复位电路单片机AT89C51和相关的外围元件组成时钟复位电路，其中18、19间外接12M晶振构成时钟电路，提供整机工作的时间基准；9脚为复位脚，具有上电复位及手动复位功能。2.2时钟模块5时钟模块电路采用DS1302，可以提供数字时钟中的秒、分、时

4、、日、月和年等信息。X1和X2引脚之间连接一个32.768kHz的晶振，提供实时时钟的工作基准。BT为3.6V的充电电池，编程DS1302充电控制寄存器可对电池的慢速充电，用于时钟/日历数据和静态RAM掉电保护，实现时间信息的长期保存与临时断电情况下时钟的正常工作。对小时寄存器进行编程可以在12/24小时显示模式间进行切换。2.3显示模块显示采用小型的液晶显示器LCD1602，分两行显示年月日、时分秒和星期。由于LCD1602不能显示汉字，对于日期的显示可以采用数字显示的方法，星期一至星期日分别显示为“1～7”的数字。LCD驱动电压VL端接可调电阻，可以调节液晶显示

5、的对比度。BLA端接可调电阻，可以实现液晶显示亮度的调节。2.4键盘控制模块键盘控制模块共有三个按键组成。S1功能键：在24小时显示模式下，该键第一次按下后进入秒调整状态，液晶显示器上的时间停止走动，等待S2键被按下后秒显示部分加“1”。再次按下后进入调分模式，跟着依次是调时、调年、调月、调日和调周模式，当该键第八次被按下后退出时间调整模式。S2调整键：在调整模式下，该键每按一次，相应被调对象加1。S3确定键：在调整模式下，该键被按下后，退出调整模式，并将调整后的时间、日期写入DS1302。3软件设计5本系统的软件设计主要包括时钟芯片DS1302、液晶显示芯片LCD

6、1602和定时器T0的初始化；时钟的时间设定与读取、液晶的显示与键盘处理等。系统主程序框图如图3所示。系统首先对LCD1602、DS1302和定时器T0初始化，之后循环地调用按键处理子程序，检测是否需要调节时间。程序在定时器T0中断服务程序中，定时读取DS1302的日期和时间送到液晶显示器进行显示，实现刷新时间。3.1LCD1602显示程序部分本部分主要是液晶显示所需的子程序、显示时间信息等。具体有：初始化LCD子程序；写命令子程序；写数据子程序；显示第一行数据程序；显示第二行数据程序；显示星期。3.2DS1302程序部分本部分主要是实时时钟的字节读、字节写、读对应

7、地址数据、向对应地址写数据和初始化等。具体有：DS1302初始化子程序；写一个字节；读一个字节；写数据；读数据。3.3按键处理子程序按键处理子程序主要是检测S1是不是被按下，检测S1被按下后再检测S2，从而实现对时间信息的调整，并在检测到S3被按下后将设置的结果写入DS1302。程序流程图如图4所示。3.4定时器T0程序部分5本部分包括T0的初始化子程序和T0的中断服务子程序。初始化子程序完成对T0工作方式的设置、初值的设置、中断使能和启动的处理。中断服务子程序则完成对DS1302实时时钟数据的读取，并送LCD1602进行显示。4结论本文介绍了一款应用单片机控制