大庆石油学院应用技术学院毕业设计I摘要摘要从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟，从电子表到目前的数字时钟，为了准确的 测量和记录时间，人们一直在努力改进着计时工具。钟表的数字化，大力推动了计 时的精确性和可靠性。在单片机构成的装置中，实时时钟是必不可少的部件。目前 常用的实时时钟，很多采用单片机的中断服务来实现，这种方式一方面需要采用计 数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源， 而且某些测控系统可能不允许；有的则使用并行接口的时钟芯片，如 MC146818、DS12887 等，它们虽然能满足单片机系统对实时时钟的要求，但是这些 芯片与单片机接口复杂，占用地址、数据总线多，芯片体积大，占用空间多，给其 它设计带来诸多不便。 本设计选取串行接口时钟芯片 DS1302 与单片机同步通信构成数字时钟电路。其 简单的三线接口能为单片机节省大量资源，DS1302 的后背电源及对后背电源进行涓 细电流充电的能力保证电路断电后仍能保存时间和数据信息等。这些优点解决了目 前常用的实时时钟所无法解决的问题。该时钟电路强大的功能和优越的性能，在很 多领域的应用中，尤其是某些自动化控制、长时间无人看守的测控系统等对时钟精 确性和可靠性有较高要求的场合，具有很高的使用价值。大庆石油学院应用技术学院毕业设计II摘要摘要 I 第一章 核心芯片简介1 1.1 DS1302 简介 1 1.1.1 DS1302 引脚功能与内部结构1 1.1.2 DS1302 的控制字2 1.1.3 DS1302 的复位引脚3 1.1.4 DS1302 的数据输入输出3 1.1.5 DS1302 的寄存器4 1.2 AT89S51 简介5 1.2.1 AT89S51 芯片的引脚及特点5 1.2.2 AT89S51 的主要性能参数：8 1.2.3 AT89S51 的新功能：9 第 2 章 方案设计与论证10 2.1 时钟电路 10 2.1.1 DS12887 时钟电路10 2.1.2 DS1302 时钟电路11 第 3 章 软硬件设计12 3.1 硬件电路设计 12 3.1.1 单片机 AT89S51 外围电路设计12 3.1.2 DS1302 与单片机的接口设计14 3.1.3 显示设计14 3.2 软件实现 15 第 4 章 结论16 致谢16 参 考 文 献16 附 录17 附录一：设计总电路图： 17 附录二：写 DS1302 子程序： 18 附录三：读 DS1302 子程序： 19大庆石油学院应用技术学院毕业设计III大庆石油学院应用技术学院毕业设计1第一章 核心芯片简介1.1 DS1302简介1.1.1 DS1302引脚功能与内部结构DS13021是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟 芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能， 工作电压宽达2.55.5V。时钟可工作在24小时格式或12小时（AM/PM）格式。 DS1302与单片机的接口使用同步串行通信，仅用3条线与之相连接。可采用一次传送 一个字节或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，但增加了主电源后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行 涓细电流充电的能力。 DS1302的引脚功能如表1所示，外形及内部结构表 1 DS1302引脚 号引脚名 称功能1VCC2主电源2、3X1、X2振荡源，外接 32768Hz 晶振4GND地线5RST复位/片选线6I/O串行数据输入/输出端 （双向）7SCLK串行时钟输入端8VCC1后备电源大庆石油学院应用技术学院毕业设计2图 1 DS1302 管脚图及内部结构图1.1.2 DS1302 的控制字DS1302 的控制字节如图 2 所示： 7 6 5 4 3 2 1 01RAMCKA4A3A2A1A0RAMK图 2 DS1302 控制字节的含义控制字节的最高有效位（位 7）必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入 到 DS1302 中。位 6 如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据; 位 5 至位 1 指示操作单元的地址;最低有效位（位 0）如为 0 表示要进行写操作，为 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。大庆石油学院应用技术学院毕业设计31.1.3 DS1302 的复位引脚通过把输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。 输入有两种功能：RSTRST首先，接通控制逻辑，允许地址命令序列送入移位寄存器；其次，提供RSTRST了终止单字节或多字节数据的传送手段。当为高电平时，所有的数据传送被初RST始化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中置为低电平，则会终止此RST次数据传送，并且 I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc2.5V 之前，必须RST保持低电平。只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平1.1.4 DS1302的数据输入输出在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位至高位7，数据读写时序如图3所示：图 3 数据读写时序765410765432101A4A3A2A1DATA I/O BYTE2DATA I/O BYTE1R/CA0R/WI/ORSTSCLK大庆石油学院应用技术学院毕业设计41.1.5 DS1302 的寄存器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、时间寄存器及其控制字见表 2。此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及 与 RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有 寄存器的内容。 DS1302 与 RAM 相关的寄存器分为两类，一类是单个