刘煦（天津滨海新区塘沽中等专业学校300457）
摘要：随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。由单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过它的时钟信号进行计时实现计时功能，将其时间数据经单片机输出，利用显示器显示出来。本设计是通过一个基于单片机实现测温的电子万年历，系统由主控制器AT89S52、时钟电路DS1302、LCD1602显示电路、按键电路和复位电路等部分构成，能显示年、月、日、时、分、秒及星期信息，有可调整日期和时间功能。
关键词：AT89S52时钟电路DS1302LCD1602液晶显示
一、系统的整体设计
本电路是以AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，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，可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长、精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能。温度的采集由DS18B20构成，显示部分由LCD1602液晶显示完成。
图一、整体设计模块框图
二、主要芯片介绍
DS1302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，一个月小于31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V，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，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
三、主要单元电路的设计
1.单片机主控制模块的设计。AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0、P1、P2、P3、MCS-51单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端（如图二所示）。
图二、主控制系统
2.时钟电路模块的设计。图三示出了DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768KHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc大于等于2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平，I/O为串行数据输入端（双向）。SCLK始终是输入端。
图三，DS1302的引脚图
3.按键电路模块。在设计过程中我一共采用了4个按键，尽量在较小的空间里实现最多的功能。其中return键是设置功能返回键，按下一次就能够直接退出功能设置模块。在调整显示环境下UP和DOWN键是显示调整位的加1和减1键。FUNCTION键进入模块设置界面，以及“确定”功能。
4.显示电路。GND为电源地;VCC接5V电源正极;V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）;RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器，低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；E（或EN）端为使能（enable）端,高电平时读取信息，负跳变时执行指令;D0～D7为8位双向数据端。第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极接地。
四、结语
通过对基于单片机的万年历的研究和设计,具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产品化以及方便、实用等特点。
本系统基本完成了设计指标的所有需要，但是还存在不少需要改进和完善的地方，有待进一步的完善。
参考文献
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