发布时间 : 星期五 文章基于51单片机的日历时钟显示系统设计学士学位论文更新完毕开始阅读149a4416b94ae45c3b3567ec102de2bd9705de56
2.3 电路设计最终方案决定
综上各方案所述，对此课程设计的最终方案选定为：
采用AT89S52作为主控制芯片，DS1302时钟芯片提供时钟，LCD1602液晶显示芯片用来显示数据结果。
硬件设计总体结构如图2-3所示：
图2-3 硬件设计总体结构框图
5
第三章 系统的硬件设计与实现
系统的硬件由主控制器AT89S52，DS1302时钟电路，LCD1602液晶显示电路组成。
3.1 系统硬件描述
本系统是由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构成，DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，采用三线接口与CPU进行同步通信，具有使用寿命长，精度高和方便操作等特点，同时具有掉电自动保存功能。显示部分由LCD1602构成，LCD1602是2行16个字的5*7点阵图形来显示字符的液晶显示器，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强等优点，特别适用于小型手持式设备。
3.2 芯片介绍
3.2.1 AT89S52芯片
(1) 主要性能
与MCS-51单片机产品兼容、8K字节的系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33MHz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
(2) 功能特性描述
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程 Flash。
(3) 如图3-1所示为AT89S52的引脚图：
6
图3-1 AT89S52引脚图
AT89S52芯片引脚说明：
1) VCC：运行和程序校验时加+5V的供电电压。 2) VSS：接地
3) P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个 TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
4) P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动 4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下所述。在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
引脚号的第二功能：
① P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
② P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） ③ P1.5 MOSI（在系统编程用） ④ P1.6 MISO（在系统编程用） ⑤ P1.7 SCK（在系统编程用）
5) P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱 动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
7
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
6) P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
引脚号的第二功能：
① P3.0 RXD(串行输入口) ② P3.1 TXD(串行输出口) ③ P3.2 INTO(外中断0) ④ P3.3 INT1(外中断1) ⑤ P3.4 TO(定时/计数器0) ⑥ P3.5 T1(定时/计数器1)
⑦ P3.6 WR(外部数据存储器写选通) ⑧ P3.7 RD(外部数据存储器读选通)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。 7) RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将 是单片机复位。
8) ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
9) PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
10) EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源（Vpp），当然这必须是该器件是使用12V编程电压（Vpp）。
11) XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 12) XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3.2.2 DS1302实时时钟芯片
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、星期、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。
8