1、目錄1題目設計的要求12 系統硬件設計12.1 設計原理12.2 器件的功能與作用12.2.1 MCS51單片機AT89C5112.2.2 串行時鐘日歷片DS130222.2.3 液晶顯示LCD160233 系統軟件設計43.1 程序流程43.2 程序代碼54 系統仿真調試124.1 仿真原理圖設計124.2 仿真運行過程124.3 仿真運行結果135 總結136 參考文獻131題目設計的要求通過串行日歷時鐘芯片DS1302生成當前日期和是時間，通過IO口傳輸到AT89c52芯片中，然后再將AT89c52接收到的數據輸出到LCD上。要求LCD上顯示的日期和時間與當前系統時間保持一致。2 系統硬

2、件設計2.1 設計原理圖3.1 電路原理圖2.2 器件的功能與作用2.2.1 MCS51單片機AT89C51XXAT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATME

3、L的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。2.2.2 串行時鐘日歷片DS1302系統的組成與工作原理:系統由單片機AT89C52，串行日歷時鐘片DS1302,液晶顯示模組LCD1602。DS1302的CLOCK與AT89C52的P1.6相連，RST與P1.5相連，IO與P1.7相連。LCD1602的D0D7與AT89C51的P0.0P.7相連，并接上拉電阻，RS與P2.0相連，RW與P2.1相連，E與P2.2相連。DS1302是DALLAS公司拖出的涓流充電時鐘芯片，內含有一個實時時鐘/日歷和31個季節靜態RAM，通過簡單地串

4、行接口與單片機進行通信，實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息，每月的天數和閏年的天數可自動調整，時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24小時或12小時格式，DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行方式進行通信，僅需用到RES復位、I/O數據線、SCLK串行時鐘3個口線。對時鐘、RAM的讀/寫，可以改用單字節方式或多達31個字節的字符組方式。DS1302工作時功耗很低，保持數據和時鐘信息是功率小于1mW。DS1302廣泛應用于電話傳真、便攜式儀器及電池供電的儀器儀表等產品領域中。RT-1602 字符型液晶模塊是以兩行16個子的5*7點陣吐信來顯示字符的液晶顯示器。 DS1

5、302有8個引腳：X1、X2：32.768kHz晶振介入引腳。GND：地。RST：復位引腳，低電平有效。I/O：數據輸入/輸出引腳，具有三態功能。SCLK：串行時鐘輸入引腳。Vcc1：工作電源引腳。Vcc2：備用電源引腳。DS1302有一個控制寄存器，12個日歷，時鐘寄存器和31個RAM。控制寄存器控制寄存器用于存放DS1302的控制命令字，DS1302的RST引腳回到高電平后寫入的第一個字就為控制命令。它用于對DS1302讀寫過程進行控制，它的格式如下：表2.1 控制寄存器的格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01RAM/CKA4A3A2A1A0RD/W各項功能說明如下。D7：

6、固定為1D6：RAM/CK位，片內RAM或日歷、時鐘寄存器選擇位，當RAM/CK=1時，對片內RAM進行讀寫，當RAM/CK=0時，對日歷、時鐘寄存器進行讀寫。D5D1：地址位，用于選擇進行讀寫的日歷、時鐘寄存器或片內RAM。對日歷、時鐘寄存器或片內RAM的選擇。D0：讀寫位，當RD/W=1時，對日歷、時鐘寄存器或片內RAM進行讀操作，當RD/W=0時，對日歷、時鐘寄存器或片內RAM進行寫操作。日歷、時鐘寄存器DS1302共有12個寄存器，其中有7個與日歷、時鐘相關，存放的數據為BCD碼形式。日歷、時鐘寄存器的格式。說明：數據都以BCD碼形式表示。小時寄存器的D7位為12小時制/24小時制的選

7、擇位，當為1時選擇12小時制，當為0時選24小時制。當12小時制時，D5位為1是上午，D5位為0是下午，D4位小時的十位。當24小時制時，D5、D4位為小時的十位。秒寄存器中的CH位為時鐘暫停位，當為1時，時鐘暫停，為0時，時鐘開始啟動。寫保護寄存器中的WP為寫保護位，WP=1時，寫保護，當WP=0時，未寫保護，當對日歷、時鐘寄存器或片內RAM進行寫時，WP應清零，當對日歷、時鐘寄存器或片內RAM進行讀時，WP一般置1.慢充電寄存器的TCS位為控制慢充電的選擇，當它為1010時才能是慢充電工作。DS為二極管選擇位。DS為01選擇一個二極管，DS為10選擇兩個二極管，DS為11或00充電器被禁止

8、，與TCS無關。RS用于選擇連接在Vcc2與Vcc1之間的電阻，RS為00，充電器被禁止，與TCS無關。2.2.3 液晶顯示LCD1602RT-1602采用表中的16 腳接口：第一腳：Vss，電源地。第二腳：VDD，+5V電源。第三腳：VL，液晶顯示偏壓信號。第四腳：RS，數據/命令選擇端，高電平時選擇數據寄存器，低電平時選擇指令寄存器。第五腳：R/W,讀/寫選擇端。第六腳：E，使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第七14腳：D0D7，為8位雙向數據線。第15腳：BLA，背光源正極。第16腳：BLK，背光源負極。3 系統軟件設計3.1 程序流程圖4.1 程序流程圖3.2 程

9、序代碼#include<reg51.h> /包含單片機寄存器的頭文件#include<intrins.h> /包含_nop_()函數定義的頭文件/*以下是DS1302芯片的操作程序*/unsigned char code digit10="0123456789" /定義字符數組顯示數字sbit DATA=P17; /位定義1302芯片的接口，數據輸出端定義在P1.7引腳sbit RST=P15; /位定義1302芯片的接口，復位端口定義在P1.5引腳sbit SCLK=P16; /位定義1302芯片的接口，時鐘輸出端口定義在P1.6引腳/*函數功能：

10、延時若干微秒入口參數：n*/ void delaynus(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i<n;i+);/*函數功能：向1302寫一個字節數據入口參數：x*/ void Write1302(unsigned char dat)unsigned char i; SCLK=0; /拉低SCLK，為脈沖上升沿寫入數據做好準備delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好準備for(i=0;i<8;i+) /連續寫8個二進制位數據DATA=dat&0x01; /取出dat的第0位數據寫入1302delaynus(2); /稍微等待

11、，使硬件做好準備SCLK=1; /上升沿寫入數據delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好準備SCLK=0; /重新拉低SCLK，形成脈沖dat>>=1; /將dat的各數據位右移1位，準備寫入下一個數據位/*函數功能：根據命令字，向1302寫一個字節數據入口參數：Cmd，儲存命令字；dat，儲存待寫的數據*/ void WriteSet1302(unsigned char Cmd,unsigned char dat)RST=0; /禁止數據傳遞SCLK=0; /確保寫數居前SCLK被拉低RST=1; /啟動數據傳輸delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好準備Writ

12、e1302(Cmd); /寫入命令字Write1302(dat); /寫數據SCLK=1; /將時鐘電平置于已知狀態RST=0; /禁止數據傳遞/*函數功能：從1302讀一個字節數據入口參數：x*/ unsigned char Read1302(void)unsigned char i,dat;delaynus(2); /稍微等待，使硬件做好準備for(i=0;i<8;i+) /連續讀8個二進制位數據dat>>=1; /將dat的各數據位右移1位，因為先讀出的是字節的最低位if(DATA=1) /如果讀出的數據是1dat|=0x80; /將1取出，寫在dat的最高位SCLK=

13、1; /將SCLK置于高電平，為下降沿讀出delaynus(2); /稍微等待SCLK=0; /拉低SCLK，形成脈沖下降沿delaynus(2); /稍微等待 return dat; /將讀出的數據返回 /*函數功能：根據命令字，從1302讀取一個字節數據入口參數：Cmd*/ unsigned char ReadSet1302(unsigned char Cmd)unsigned char dat;RST=0; /拉低RSTSCLK=0; /確保寫數居前SCLK被拉低RST=1; /啟動數據傳輸Write1302(Cmd); /寫入命令字dat=Read1302(); /讀出數據SCLK=1

14、; /將時鐘電平置于已知狀態RST=0; /禁止數據傳遞return dat; /將讀出的數據返回/*以下是對液晶模塊的操作程序*/sbit RS=P20; /寄存器選擇位，將RS位定義為P2.0引腳sbit RW=P21; /讀寫選擇位，將RW位定義為P2.1引腳sbit E=P22; /使能信號位，將E位定義為P2.2引腳sbit BF=P07; /忙碌標志位，將BF位定義為P0.7引腳/*函數功能：延時1ms(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以認為是1毫秒*/void delay1ms()unsigned char i,j; for(i=0

15、;i<10;i+)for(j=0;j<33;j+); /*函數功能：延時若干毫秒入口參數：n*/void delaynms(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i<n;i+)delay1ms();/*函數功能：判斷液晶模塊的忙碌狀態返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙*/bit BusyTest(void)bit result;RS=0; /根據規定，RS為低電平，RW為高電平時，可以讀狀態RW=1;E=1; /E=1，才允許讀寫_nop_(); /空操作_nop_();_nop_(); _nop_(

16、); /空操作四個機器周期，給硬件反應時間 result=BF; /將忙碌標志電平賦給resultE=0; /將E恢復低電平return result;/*函數功能：將模式設置指令或顯示地址寫入液晶模塊入口參數：dictate*/void WriteInstruction (unsigned char dictate) while(BusyTest()=1); /如果忙就等待RS=0; /根據規定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令RW=0; E=0; /E置低電平/ 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"_nop_();_nop_(); /空操作兩個機器周期，

17、給硬件反應時間P0=dictate; /將數據送入P0口，即寫入指令或地址_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四個機器周期，給硬件反應時間E=1; /E置高電平_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四個機器周期，給硬件反應時間E=0; /當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令/*函數功能：指定字符顯示的實際地址入口參數：x*/void WriteAddress(unsigned char x)WriteInstruction(x|0x80); /顯示位置的確定方法規定為"80H+地址碼x"/

18、*函數功能：將數據(字符的標準ASCII碼)寫入液晶模塊入口參數：y(為字符常量)*/void WriteData(unsigned char y)while(BusyTest()=1); RS=1; /RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數據RW=0;E=0; / 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"P0=y; /將數據送入P0口，即將數據寫入液晶模塊_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四個機器周期，給硬件反應時間E=1; /E置高電平_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /空操作四個機器周期，給

19、硬件反應時間E=0; /當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令/*函數功能：對LCD的顯示模式進行初始化設置*/void LcdInitiate(void)delaynms(15); /延時15ms，首次寫指令時應給LCD一段較長的反應時間WriteInstruction(0x38); /顯示模式設置：16×2顯示，5×7點陣，8位數據接口delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間WriteInstruction(0x38);delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間WriteInstruction(0x38); /連續三次，確保初

20、始化成功delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間WriteInstruction(0x0c); /顯示模式設置：顯示開，無光標，光標不閃爍delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間WriteInstruction(0x06); /顯示模式設置：光標右移，字符不移delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間WriteInstruction(0x01); /清屏幕指令，將以前的顯示內容清除delaynms(5); /延時5ms，給硬件一點反應時間 /*以下是1302數據的顯示程序*/void Display(unsigned char x,unsig

21、ned char y)unsigned char i,j; i=x/10;j=x%10; WriteAddress(y); WriteData(digiti); WriteData(digitj); delaynms(50); /延時1ms給硬件一點反應時間 /*函數功能：主函數*/ void main(void)unsigned char second,minute,hour,day,month,year; /分別儲存秒、分、小時，日，月，年unsigned char ReadValue; /儲存從1302讀取的數據LcdInitiate(); /將液晶初始化WriteAddress(0x0

22、0); /寫Date的顯示地址,將在第1行第1列開始顯示WriteData('D'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x01);WriteData('a'); /將字符常量寫入LCD WriteAddress(0x02);WriteData('t'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x03);WriteData('e'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x04);WriteData(':'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x08);

23、/寫年月分隔符的顯示地址， 顯示在第1行第9列WriteData('-'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x0b); /寫月日分隔符的顯示地址， 顯示在第1行第12列WriteData('-'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x40);WriteData('T');WriteAddress(0x41);WriteData('i');WriteAddress(0x42);WriteData('m');WriteAddress(0x43);WriteData('e&#

24、39;);WriteAddress(0x44);WriteData(':');WriteAddress(0x48); WriteData(':'); /將字符常量寫入LCDWriteAddress(0x4b); WriteData(':'); /將字符常量寫入LCD while(1)ReadValue = ReadSet1302(0x81); /從秒寄存器讀數據second=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F);/將讀出數據轉化Display(second,0x4c);

25、/顯示秒ReadValue = ReadSet1302(0x83); /從分寄存器讀minute=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F); /將讀出數據轉化 Display(minute,0x49); /顯示分ReadValue = ReadSet1302(0x85); /從小時寄存器讀hour=(ReadValue&0x70)>>4)*10 + (ReadValue&0x0F); /將讀出數據轉化Display(hour,0x46); /顯示小時ReadValue = ReadSet1302(0x87); /從分寄存器讀day=(ReadValue&0x70)