基于AT89S52单片机的数字时钟设计

ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬ　ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ　人工智能及识别技术　基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机的数字时钟设计　史新鹏　，尹永一　。韩云东　（１．海军大连舰艇学院装备自动化系，辽宁大连１１６０１８；２．解放军６５５２５部队，辽宁大连１１６０４１）　摘要：设计并实现了一种利用ＡＴ８９Ｓ５２单片机的数字时钟。使用时钟芯片产生时间脉冲，并以此脉冲信号作为数　字时钟的基准时间信号。利用按键实现对日期、时间等参量的切换与调整，并通过液晶显示日期、时间等参量的当　前值，同时具有整点报时功能。　关键词：数字时钟；单片机；时钟芯片；液晶显示　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｌｏｃｋ　Ｂａｓｅｄ　Ｏｉｌ　ＡＴ８９Ｓ５２　Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ　Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＳＨＩ　Ｘｉｎｐｅｎｇ　，ＹＩＮ　Ｙｏｎｇｙｉ２，ＨＡＮ　Ｙｕｎｄｏｎｇ　（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｄａｆｉａｎ　Ｎａｖａｌ　Ｓｈｉｐｓ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｄａｆｉａｎ　１　１６０１８；　２．Ｕｎｉｔ　６５５２５　ｏｆ　ＰＬＡ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｄａｌｉａｎ　１１６０４１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｌｏｃｋ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｂｙ　ａｎ　ＡＴ８９Ｓ５２　ＳＣＭ，ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｌｏｃｋ　ｃｈｉｐ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｃｌｏｃｋ　ｐｕｌｓｅ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｌａ　ｃｌｏｃｋ．Ｋｅｙｓ　ａｒｅ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｔｏ　ｓｗｉｔｃｈ　ａｎｄ　ａｄｊｕｓｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｄａｔｅ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｄａｔｅ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔｌ　ｃｌｏｃｋ　ｈａｓ　ｔａｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＺＤＴＩＭＥ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔｌ　ｃｌｏｃｋ；ｓｉａｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ　ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｃｌｏｃｋ　ｃｈｉｐ；ＬＣＤ　ｄｉｓｐｌａｙ　数字时钟系统可采用数字电路实现，也可以采用单片机　来完成。若用数字电路完成，所设计电路复杂，大概需要十　单片机最小系统电路如图２所示，ＸＴＡＬ１脚是振荡器倒　相放大器的输入端，接电容和外部晶振的一端，ＸＴＡＬ２是振　几片数字集成块，其功能也主要依赖于数字电路的各功能模　块的组合来实现，成本相对较高。若用单片机来设计制作完　成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降　低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，所以在该　荡器倒相放大器的输出端，接电容和外部晶振的另一端。９引　脚为复位输入端，接上电容，电阻后能够形成上电复位电路。　３ｌ脚接高电平，选用片内程序存储器；２０引脚接地，４０引脚　接电源。　设计与制作中采用ＡＴ８９Ｓ５２单片机，它是一款低功耗、高性　能的ＣＭＯＳ型８位单片机。片内带有８ＫＢ的Ｆｌａｓｈ程序存储　器，且允许在系统内改写或用编程器编程。本设计正是利用　了单片机在定时方面的基本功能，通过基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机　来实现数字时钟设计。　１　总体设计方案　系统电路采用ＡＴ８９Ｓ５２单片机作为控制核心，具有在线　编程功能，低功耗，能在３Ｖ超低压工作；时钟芯片采用　ＤＳ１３０２，该芯片具有断电保护时间功能（断电后采用３．５Ｖ电　压供电），是一种高性能、低功耗、带ＲＡＭ的可随时调整时　钟的芯片，可以对年、月、日、时、分、秒，进行计时，工　作电压为３Ｖ～５Ｖ；显示部分采用ＬＣＤ　１６０２，可以显示年月日　时分秒星期等等。整点报时电路由工作电压为５Ｖ的蜂鸣器来　实现。系统总体结构如图１所示。　｛　ｉ　图２单片机最小系统图　２．２电源电路　电源模块　；　　；｝　ｊ　ＡＴ８９Ｓ５２　＝＝＝　ｊ　液晶立示模块　电源电路如图３所示，此模块采用桥式全波整流电路与　７８０５稳压模块，向系统提供５Ｖ工作电源。　２＿３　ＤＳ１３０２的电路　时钟芯片模块｝＝＝＝＝　）　主控制模块　键盘按键模块｝；　＝＝＝　≥　ｉ　二二　ｊ整点报时模块　｝　ＤＳ１３０２与单片机的连接如图４所示，Ｉ脚接５Ｖ主电源，　２、３引脚外接３２．７６８ＫＨｚ的晶振，ｃ４、ｃ５为滤波电容。５、　６、７脚分别与单片机的Ｐ１．０、Ｐ１．１、Ｐ１．２引脚相连，并接４．　７Ｋ上拉电阻。８脚接备用电源，４脚接地。　收稿日期：２０１２—０４—２０　图１系统总体结构图　２　系统硬件设计与实现　２．１单片机最小系统电路　电脑编程技巧与维护　图４　ＤＳ１３０２与单片机连接　２．４　１６０２ＬＣＤ的电路　１６０２ＬＣＤ与单片机的连接电路如图５所示，其中８ｘｌ０ｋ　欧姆的排阻作为Ｐ０口的上拉电阻，分别接１６０２的第７到１４　引脚以及单片机的Ｐ０口，电位器ＲＬＣＤ是用来调节液晶背光　对比度的，一端分别接１６０２的第２、３脚，另一端接地。　１６０２的４、５、６脚分别与单片机的Ｐ２．０、Ｐ２．１、Ｐ２．２脚相连；　１５脚接电源，１脚和１６脚接地。　图５　ＬＣＤ１６０２与单片机连接　２．５键盘和整点报时电路　键盘电路用到４个按键，采用独立式非编码。键盘电路如　图６所示，Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４一端接地，另一端与单片机的Ｐ２．　４、Ｐ２．５、Ｐ２．６、Ｐ２．７相连，Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０作为上拉电阻。　整点报时电路如图７所示，蜂鸣器的一端接单片机的Ｐ２．　３脚，另一端接限流电阻Ｒ６。　３系统软件设计　主程序循环调用显示子程序、时钟子程序、查键子程序，　当按键Ｋｌ按下时，系统转入相应调整时间子程序，再按下　Ｋ１就会选择要调整的参量，参量包括年、月、日、时、分、　秒。当选择好要调整的参量后，按Ｉ（２就会实现相应参量的加　１操作，按Ｋ３就会实现相应参量的减１操作。当调整完毕，　按Ｋ４按键以确定，同时ＬＣＤ将显示当前时间的调整值，数　…　电麓鳙麓技巧　字时钟继续工作。当时间达到整点时，进入报时子程序，蜂　鸣器报时。其主程序执行流程如图８所示。　’　ｌ　Ｉ　口　】毪５　Ｊ　１　…口　一　　Ｋｑ一　６　口　一　１，２４￣、　一——　Ｐ　７　口　一　图６按键与单片机连接　ＬＳ１　Ｓ　；卫Ｒ　图７蜂鸣器与单片机连接　图８主程序流程图　４　系统仿真与实物显示结果　将编译好的程序用Ｐｒｏｔｅｕｓ软件进行仿真调试，调试结果　如图９所示，数字时钟显示正常；再将此程序下载到ＡＴ８９Ｓ５２　单片机中，系统实物显示如图１０所示，时钟显示时间正确，　运行可靠、正常。　５　结语　采用单片机ＡＴ８９Ｓ５２为控制核心，用ＤＳ１３０２时钟芯片独　立计时，用ＬＣＤ１６０２作为显示器，构成数字时钟电路。通过　软件的编译与调试，可以达到数字时钟的工作要求，系统易　于实现，工作稳定可靠，取得了很好的效果。　（下转到１１６页）