本帖最后由 yu2818679526 于 2013-8-8 17:05 编辑
数字万年历
ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，欲先进工艺制造，并带有非易失性FLASH程序储存器。它是一它是一种高性能，低功耗的8位CMOS微处理芯片，。主要性能特点有：
（1）8KB Flash ROM，可以擦除1000次以上。数据保存10年，
（2）256字节内部RAM
（3）电源控制模式：时钟可停止和恢复；空闲模式；掉电模式。
（4）6个中断源
（5）4个中断优先级
（6）4个8位I/O 口
（7）全双工增强型UART
（8）3个16位定时/计数器，T9，T1和增加的T2
（9）全静态工作方式：0~24MHz
单片机是一种时序电路 必须有脉冲信号才能工作 在它的内部有一个时钟产生电路 有两种振荡方式 ：一种是内部振荡方式 只要接上两个电容和一个晶振即可；另一种是外部振荡方式 采用外部振荡方式时 需在 XTL2 上加外部时钟信号 详细的内容将在以后的课程中专门介绍
PSEN（29 脚）：片外 ROM 选通信号 低电平有效
ALE/PROG（30 脚）：地址锁存信号输出端/EPROM 编程脉冲输入端。
RST/VPD（9 脚）：复位信号输入端/备用电源输入端。
EA/VPP（31）：内/外部 ROM 选择端。
P0 口（39-32 脚）：双向 I/O 口
P1 口（1-8 脚）：准双向通用 I/0 口
P2 口（ 21-28 脚）：准双向 I/0 口
P3 口 （10-17 脚）：多用途口
时钟电路DS1302
1.DS1302的性能特性
（1）实时时钟，可以对秒 分 时 日 周 月以及带润年补偿的年进行计算
（2）用于高速数据暂存的310*8位RAM
（3）最少引脚的串行I/O
（4）2.5~5.5V电压的工作范围
（5）在2.5V是耗电小于300nA
（6）用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节数据转送方式
（7）简单的3线接口
（8）可选的慢速充电的能力
DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM 。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒 分 时 日 周 月和年等信息。对小于31天的月和月末的日期会自动进行调整，还包括闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24H或带AM（上午）/PM（下午）的12H格式。采用3线接口与CPU 进行同步通信，并可以采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有主要电源/后备电源双电源引脚：Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；Vcc2在双电源系统中提供主电源，在这中运用方式中，Vcc1连接到备份电，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由Vcc1或Vcc2中较大的供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
2. DS1302数据操作原理
复位和时钟控制：
数据传输的启动是由 /RST置为高电平开始的，/RST 启动控制逻辑，允许地址 / 命令序列进入移位寄存器，一个时钟周期是一个下降沿跟随一个上升沿 。数据输入时，在时钟上升沿数据必须有效，如果/RST 变低，所有数据传送即被终止，I/O引脚到一个高阻状态。 在电源冲电过程中，/RST 必须保持逻辑 0，直到 Vcc2大于 2.0V 在 /RST由 0变 1 的过程中，SCLK 必须是逻辑 0。
为了提高对32位地址的寻址能力（地址/命令位1~~5=逻辑1）可以把时钟/日历或RAM寄存器规定为多字节方式。为6规定时钟或RAM，而位0规定读或写。在时钟/日历寄存器中的地址9~31或RAM寄存器中的地址31不能存储数据。早多字节方式中，读或写从地址0的位0开始。必须按数据传输的次序写最先的8个寄存器。但是，当以多字节方式写RAM时，为了传输数据不必写所以的31字节。不管是否写了全部31字节，所写的每一字节都将传送至RAM。
DS1302共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历 时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。其日历、时间寄存器及控制字见表2，其中奇数为读操作，偶数为
时钟暂停：秒寄存器的位7定义时钟暂停位。当他为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。通常在对DS1302进行写操作时（如进行时钟调整程序），停止振荡。当它为0时，时钟将开始启动。
AM-PM/12-24小时方式；时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。它为高电平时，选择12小时方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平时表示AM。在2小时方式下，位5第二个10[小时位（20~23h）。
DS1302的晶振选用32.768kHz，电容推荐值为6Pf，因为振荡频率较低，也可以不接电容，对计时精度影响不大。
显示电路的设计
在时间显示电路的设计中可以有两种方案可以选择。一种方案是：采用液晶（LCD）显示器。液晶显示器功耗低、轻便防震，但亮度不够高，而且造价相对较高为降低成本故不采用。另一种方案是：采用数码管(LED)显示。数码管体积小、亮度高、重量轻等优点由与本次设计不是很复杂采用方案二。
简单的LED显示器有LED状态显示器（俗称发光二极管）、LED七段显示器（俗称数码管）和LED十六段码显示器。发光二极管用于显示系统的两种状态：数码管用于显示数字；LED十六段显示器用于字符显示。下面重点介绍LED七段显示器。
1.数码管结构
数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0～9，字符A～F 、H、L、P、R、U、Y等符号及小数点"."。码管有分为共阳极和共阴极两种类型。
数码管中8个发光二极管的阳极（二极管正端）连在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输入端为低电平时，该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
共阴极数码管中8个发光二极管的阴极（二极管负端）连在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。同样，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。在这次设计中，所选用的电阻为510欧姆，共21个。
此设计的显示电路的设计采用普通的共阳数码管显示，采用动态扫描，以减少硬件电路。考虑到一次扫描19位数码管显示时会出闪烁情况，设计时19个数码管分三排同时扫描。第一排6个数码管分别为千年，百年，十年，年，十月，月，第二排6个数码管分别为十时，时，十分，分，十秒，秒。第三排7个数码管分别为星期，阴历十月，阴历月，阴历十日，阴历日，十日，日。显示时采用串行口输出段码，用3片74LS164来驱动3排数码管，这样扫描一次只需要7ms。
74LS164内部为8个D触发器，用以实现数据的串行移位，74LS164特性见表3。单片机以串行口方式0（移位寄存方式）输出数据，3片74LS164作为3排共阳数码管的串/并转换显示接口。74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可以实现串行输入，并行输出。其中A B（第1 2脚）为串行数据输入端，2个引脚按逻辑“与”运算规律输入信号，共一个输入信号时可以并接，共同作为输入脚。CP（第8脚）为时钟输入端，可以连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到CP端时，移位寄存器移一位。8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74LS164中。MR脚（第9脚）为复位端，当该脚为低电平时。移位寄存器各位复0；只有当它为高电平时，时钟脉冲才起作用。Q1~Q8（第3~6和10~13引脚）并行输出端分别接数码管的h~a（因为串行口从地位开始传送）各端对的引脚上。在给出了8位脉冲后，最先进入74LS164的第一个字节数据到达最高位。再来一个脉冲，第一个脉冲就会从最高位移出，进入下个74LS164的第一位。3片74LS164首位相串，而时钟则接在一起。这样，当输入8个脉冲时，从单片机RXD端输出的第一字节数据就进入了第一片74LS164中，而当第二个8个脉冲到来后，第一字节数据就进入了第二片74LS164，而随后的第二直接数据进入第一片74LS164。这样，当第3个8个脉冲完成后，首先送出的数据被送到最下面的164（第3片）中，其它数据依次出现在第二和第一片74LS164中，实现了数据在74LS164中的串行输入，并行输出。在方式0的状态下，串行口为同步移位寄存器方式，其波特率是固定的，为Fosc/12.数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端输出。发送，接收数据时低位在先。所以，根据硬件电路图在编写程序时，查共阳数码管的段码的二进制数据应该将正常的共阳数码管0~9的二进制值按位反序排序，如原来的二进制为11000000（C0H），要改为00000011（03H），就能使数码管正常显示。
为了提供共阳LED数码管的驱动电压，用三极管8550作电源驱动输出。采用12MHz晶振，有利于提高秒计时的精确性。
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