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基于DS1302数字时钟电路的设计

数字钟设计

一、设计任务和要求

1.1 设计任务

（1）运用51系列AT89S51单片机和数字芯片DS1302设计一数字时钟，并能显示时、分、秒。

（2）通过键盘可调整时间。

1.2 设计要求

（1）熟悉集成电路的引脚排列。

（2）掌握数字钟所用芯片的功能及使用方法。

（3）了解数字钟设计过程中各个电路模块的工作原理及作用。

（4）熟悉电路设计软件protel 99se的使用，能自主设计出简单的原理图。

（5）通过C语言编程，综合调试，测试设计性能并进行分析。

（6）在本次设计中提高自己的实际操作能力。

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。

2 核心芯片简介

2.1 DS1302简介

DS1302[1]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 2.5～5.5V。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部有一个31×8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。

2.1.1 DS1302引脚功能与部结构

DS1302

2、3 X1、X2 振荡源，外接32768Hz晶振

4 GND 地线

5 RST 复位/片选线

6 I/O 串行数据输入/输出端（双向）

7 SCLK 串行时钟输入端

8 VCC1 后备电源

表1 DS1302引脚功能表

图1 DS1302管脚图及部结构图

2.1.2 DS1302的控制字

DS1302的控制字节如图2所示：

7 6 5 4 3 2 1 0

1 RAM

CK A4 A3 A2 A1 A0

RAM

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。

2.1.3 DS1302的复位引脚

通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址／命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供了终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中置RST为

低电平，则会终止此次数据传送，并且I/O 引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc≥2.5V 之前，RST 必须保持低电平。只有在SCLK 为低电平时，才能将RST 置为高电平。

2.1.4 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：

2.1.5 DS1302的寄存器

图3 数据读写时序

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容。 DS1302与RAM 相关的寄存器分为两类，一类是单个RAM 单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H--FDH ，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM 寄存器，此方式下可一次性读写所有的

76541076543210

A4A3A2A1DATA I/O BYTE2DATA I/O BYTE1

R/C A0R/W I/O RST

SCLK

周寄存

8AH 8BH 01--07 0 0 0 0 0 DAY 器

年寄存

8CH 8DH 00--99 10YEAR YEAR 器

表2 DS1302的日历、时钟寄存器及其控制字

2.2AT89S51简介

AT89S51[3]美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片含4K Bytes ISP(In-system

programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失

性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及AT89C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和

ISP Flash存储单元。单片机AT89S51强大的功能可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方

案。

2.2.1 AT89S51芯片的引脚及特点

AT89S51芯片的引脚结构如图4所示：

图4 AT89S51引脚图

（1）功能特性概括:

AT89S51提供以下标准功能：40个引脚、4K Bytes Flash片程序存储器、128 Bytes的随机存取数

据存储器（RAM）、32个外部双向输入/输出（I/O）口、5个中断优先级2层中断嵌套中断、2个数据指

针、2个16位可编程定时/计数器、2个全双工串行通信口、看门狗（WDT）电路、片振荡器及时钟电路。

此外，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲模式下，CPU

暂停工作，而RAM、定时/计数器、串行通信口、外中断系统可继续工作。掉电模式冻结振荡器而保存

RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等

三种封装形式，以适应不同产品的需求。

（2）管脚说明：

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，能驱动8个TTL逻辑门电路。对端口写“1”时，被定义为高阻输入。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口:P1口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O口,P1口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(I IL)。

在Flash:

表3 P1口部分引脚第二功能

P2口:P2口是一个带有部上拉电阻的8位双向I/O口, P2口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(I IL)。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVXDPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据寄存器(例如执行MOVXRi指令)时,P2口线上的容(也即特殊功能寄存器(SFR)区中P2寄存器的容),在整个访问期间不改变。

在Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。

P3口: P3口是一个带有部上拉电阻的双向8位I/O口, P3口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写“1”时,它们被部的上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入口使用时,被外部信号拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(I IL)。

P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表4所示:

P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

表4 P3口引脚第二功能

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的高电平时间将使单片机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平,设置SFR AUXR的DISRTO位(地址8EH)可打开或关闭该功能。 DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。

ALE/PROG:当访问外部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。即使不访问外部寄存器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。值得注意的是: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,只要一条MOVX和MOVC指令才会激活ALE。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无效。

PSEN：程序存储允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S51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。当访问外部数据存储器时,没有两次有效的PSEN信号。

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)。需要注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时部会锁存EA端状态。

如EA端保持高电平(接VCC端)，CPU则执行部程序存储器中的指令。

Flash存储器编程期间，该引脚用于施加+12V编程电压（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入端。

XTAL2：反向振荡放大器器的输出端。

（3）晶体振荡器特性：

AT89S51中有一个用于构成部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为该反向放大器的输入端和输出端。这个反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或瓷谐振器一起构成自激振荡器。

外接石英晶体(或瓷谐振器)及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性。如果使用石英晶体,电容应该使用30pF 10pF。

还可以使用外部时钟。这种情况下,外部时钟脉冲接XTAL1端,即部时钟发生器的输入端, XTAL2应悬空。

由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为部时钟信号的,所以外部时钟信号的占空比没有特殊要求,但最小高电平持续时间和最大低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。

2.2.2 AT89S51的主要性能参数：

ds1302时钟程序详解-ds1302程序流程图(C程序)

ds1302时钟程序详解,ds1302程序流程图(C程序) ds1302时钟程序详解 DS1302 的控制字如图2所示。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。 2.3 数据输入输出(I/O) 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位到高位7。 2.4 DS1302的寄存器 DS1302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1。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容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RA M的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。

ds1302程序流程图 3.2 DS1302实时时间流程图4示出DS1302的实时时间流程。根据此流程框图，不难采集实时时间。下面结合流程图对DS1302的基本操作进行编程：

DS1302时钟芯片读写详解

DS1302时钟芯片读写详解 2008-09-26 13:07 /*DS1302读写程序(C51)*/ sbit DS13CLK =P1^5; /*DS1302的SCLK脚脉冲*/ sbit DS13IO =P1^6; /*DS1302的IO脚数据*/ sbit DS13CS =P1^7; /*DS1302的RST脚片选*/ /*向DS1302写一个字节*/ void _wds13byte(uchar _code) { uchar i; DS13CLK =0; DS13CLK =0; for(i=0;i<8;i++) { if(_code&0x01) DS13IO =1; else DS13IO =0; DS13CLK =1; DS13CLK =1; DS13CLK =0; DS13CLK =0; _code =_code >> 1; } } /*从DS1302读一个字节*/ uchar _rds13byte(void) { uchar i,_code; _code=0; DS13CLK =0; DS13CLK =0; DS13IO =1; for(i=0;i<8;i++) { _code =_code >>1; if(DS13IO) _code =_code|0x80; DS13CLK =1; DS13CLK =1; DS13CLK =0; DS13CLK =0; } return _code; } /*读功能_code读功能命令*/ uchar readds1302(uchar _code)

{ DS13CS =0; /*关闭DS1302*/ DS13CLK =0; DS13CLK =0; DS13CS =1; /*使能DS1302*/ _wds13byte(_code); /*读代码*/ _code=_rds13byte(); /*返回读取数字*/ DS13CLK =1; DS13CS =0; /*关闭DS1302*/ return _code; } /*写功能fp写的地址，_code写的内容*/ void writeds1302(uchar fp,uchar _code) { DS13CS =0; /*关闭DS1302*/ DS13CLK =0; DS13CLK =0; DS13CS =1; /*使能DS1302*/ _wds13byte(fp); /*写控制命令*/ _wds13byte(_code); /*写入数据*/ DS13CLK=1; DS13CS =0; /*关闭DS1302*/ } /*******DS1302设置快速充电***************/ void ds13_charg(void) { writeds1302(0x8e,0x00); /*解除写保护*/ writeds1302(0x90,0xa5); /*单二极管2K电阻充电*/ writeds1302(0x8e,0x80); /*置位写保护*/ } ;;;DS1302读写程序(汇编);;; ;******************************************************************* **/ T_CLK Bit P1.5 ;实时时钟时钟线引脚 T_IO Bit P1.6 ;实时时钟数据线引脚 T_RST Bit P1.7 ;实时时钟复位线引脚 ;********************************************************** ;子程序名：Set1302 ;功能：设置DS1302 初始时间,并启动计时。 ;说明： ;调用：RTInputByte ;入口参数：初始时间在:Second,Minute,Hour,Day,Month,Week.YearL(地址连续) ;出口参数：无 ;影响资源：A B R0 R1 R4 R7

多功能数字钟电路设计

课程设计任务书学生姓名： XXX 专业班级：指导教师：工作单位：题目: 多功能数字钟电路设计初始条件：74LS390，74LS48，数码显示器BS202各6片，74LS00 3片，74LS04，74LS08各 1片，电阻若干，电容，开关各2个，蜂鸣器1个，导线若干。要求完成的主要任务: 用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下： 1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。 2.秒、分为00-59六十进制计数器。 3.时为00-23二十四进制计数器。 4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。只要将开关置于手动位置。可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。 5.整点报时。整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。时间安排：第20周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主15楼通信实验室一指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

多功能数字钟电路设计摘要 (1) Abstract (2) 1系统原理框图 (3) 2方案设计与论证 (4) 2.1时间脉冲产生电路 (4) 2.2分频器电路 (6) 2.3时间计数器电路 (7) 2.4译码驱动及显示单元电路 (8) 2.5校时电路 (8) 2.6报时电路 (10) 3单元电路的设计 (12) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (12) 3.2计数电路的设计 (12) 3.2.1 60进制计数器的设计 (12) 3.2.2 24进制计数器的设计 (13) 3.3译码及驱动显示电路 (14) 3.4 校时电路的设计 (14) 3.5 报时电路 (16) 3.6电路总图 (17) 4仿真结果及分析 (18) 4.1时钟结果仿真 (18) 4.2 秒钟个位时序图 (18) 4.3报时电路时序图 (19) 4.4测试结果分析 (19) 5心得与体会 (20) 6参考文献 (21) 附录1原件清单 (22) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (23) 74HC390引脚图与功能表 (23)

基于DS1302的数码管显示数字钟

单片机原理课程设计课题名称：基于DS1302的数码管显示数字钟专业班级：电子信息工程学生学号：学生姓名：指导教师：设计时间：2010年6月21日--2010年6月25日

目录摘要........................................................................................................................................................................ 1 设计任务和要求............................................................................................................................................ 2 方案论证........................................................................................................................................................ 3 系统硬件设计................................................................................................................................................ 3.1 系统总原理图 ................................................................................................................................ 3.2 元器件清单...................................................................................................................................... 3.3 PCB板图....................................................................................................................................... 3.4 Proteus仿真图 ............................................................................................................................... 3.5 分电路图及原理说明................................................................................................................... 3.5.1 主控部分(单片机MCS-51).............................................................................. 3.5.2 计时部分（实时时钟芯片DS1302）.................................................................. 3.5.3 显示部分（共阳极数码管）................................................................................ 3.5.4 调时部分（按键）................................................................................................ 4系统软件设计................................................................................................................................................ 4.1 程序流程图..................................................................................................................................... 4.2 程序源代码........................................................................................................................................ 5心得体会........................................................................................................................................................ 6参考文献........................................................................................................................................................ 7结束语............................................................................................................................................................

数字钟电路pcb设计

￥摘要本设计针对数字钟PCB板设计较为复杂的问题，利用国内知名度较高、应用最广泛的电路辅助设计软件protel99se进行了电路板的设计。本设计介绍了各部分电路的构成及准确完成了数字钟PCB电路板的设计。本设计数字钟原理图分析入手，说明了在平台中完成原理图设计，电气检测，网络表生成，PCB设计的基本操作程序。数字钟的主要电路是由电源电路、显示电路、校时电路、晶体振荡电路组成。PCB是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。PCB的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。关键词：数字钟；PCB；原理图；芯片 — 【

目录前言 (1) 第一章@ 第二章绪论 (2) 数字钟的研究背景和意义 (2) 数字钟的发展和趋势 (2) 第二章系统电路的绘制 (3) 电路组成方框图 (3) 电路原理图制作 (3) 原理图环境设置 (4) 绘制原理图 (5) $ 电气规则检查及网络表输出 (7) 原理图分析 (10) 晶体振荡器 (10) 分频器 (11) 计数器电路 (12) 显示和译码电路 (12) 电源电路 (13) 第三章电路板PCB设计 (14) , PCB设计规范 (14) PCB设计流程 (17) 输出光绘文件 (21) PCB制件作 (23)

心得体会 (25) 参考文献 (26) 附图 (27) 附表 (28) "

前言 PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。 Protel系列电子设计软件是在EDA行业中，特别是在PCB设计领域具有多年发展历史的设计界软件，由于其功能强大，操作简单实用，近年来成为国内发展最快。 Protel 99已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。随着计算机事业的发展，在信息化时代，电路设计中的很多工作都可以用计算机来完成。这样就大大减轻了设计人员的体力劳动强度，并且保证了设计的规范性准确性。而Protel99SE技术已越来越为人们所关注,人们利用protel99SE绘制各种原理图，进而制作出各种各样的科技产品已经成为当今世界的一个不可或缺的组成部分，所以说Protel99SE技术已越来越显得重要。

12小时数字钟电路设计

沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：12小时数字钟电路设计与实现院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：34010104 学号：2013040101164 姓名：指导教师：胡光元完成日期：2016 年 1月 13 日

沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (2) 1.1设计原理 (2) 1.2设计思路 (2) 1.3设计环境 (2) 第2章详细设计方案 (2) 2.1算法与程序的设计与实现 (3) 2.2流程图的设计与实现 (4) 第3章程序调试与结果测试 (7) 3.1程序调试 (7) 列举出调试过程中存在的问题 (7) 3.2程序测试及结果分析 (7) 参考文献 (9) 附录（源代码） (10)

第1章总体设计方案 1.1设计原理通过Verilog语言，编写12小时数字钟电路设计与实现的Verilog程序，一般的做法是底层文件用verilog写代码表示，顶层用写的代码生成的原理图文件链接组成，最后在加上输入输出端口。采用自上而下的方法，顶层设计采用原理图设计输入的方式。 1.2设计思路 1.实时数字钟显示功能，即时、分、秒的正常显示模式，并且在此基础上增加上，下午显示。 2.手动校准。按动方式键，将电路置于校时状态，则计时电路可用手动方式校准，每按一下校时键，时计数器加1；按动方式键，将电路置于校分状态，以同样方式手动校分。 1.3设计环境（1）硬件环境 ?伟福COP2000型计算机组成原理实验仪 COP2000计算机组成原理实验系统由……… ?COP2000集成调试软件 COP2000集成开发环境是为…………. （2）EDA环境 ?Xilinx foundation f3.1设计软件 Xilinx foundation f3.1是Xilinx公司的可编程期间………….

DS1302时钟芯片的原理与应用

DS1302 时钟芯片的原理与应用 1 写保护寄存器操作当写保护寄存器的最高位为0 时,允许数据写入寄存器,写保护寄存器可以通过命令字节8E 8F 来规定禁止写入/读出。写保护位不能在多字节传送模式下写入Write_Enable: MOV Command,#8Eh ;命令字节为8E MOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式 MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0 MOV XmtDat,#00h 数据内容为0 写入允许 ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序 RET 返回调用本子程序处当写保护寄存器的最高位为1 时禁止数据写入寄存器 Write_Disable: MOV Command,#8Eh ;命令字节为8E MOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式 MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0 MOV XmtDat,#80h 数据内容为80h 禁止写入 ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序 RET 返回调用本子程序处以上程序调用了基本数据发送(Send_Byte)模块及一些内存单元定义, 其源程序清单在附录中给出下面的程序亦使用了这个模块 2 时钟停止位操作当把秒寄存器的第7 位时钟停止位设置为0 时起动时钟开始 Osc_Enable: MOV Command,#80h ; 命令字节为80 MOV ByteCnt,#1 ; 单字节传送模式 MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0 MOV XmtDat,#00h 数据内容为0 振荡器工作允许 ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序 RET 返回调用本子程序处当把秒寄存器的第7 位时钟停止位设置为1 时，时钟振荡器停止DS1320 进入低功耗方式 Osc_Disable: MOV Command,#80h ;命令字节为80 MOV ByteCnt,#1 ;单字节传送模式 MOV R0,#XmtDat 数据地址覆给R0 MOV XmtDat,#80h 数据内容为80h 振荡器停止 ACALL Send_Byte 调用写入数据子程序 RET 返回调用本子程序处 3. 多字节传送方式

数字时钟设计(完全数字电路)

数字时钟设计姓名学号专业电子信息技术指导教师成绩日期

基于555的数字时钟显示摘要：数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，通过555定时器改装的多谐震荡器发出的脉冲频率具有一定的准确性。在这次设计中对分频器、计数器、、译码器和显示器进行研究编译，并完成了各种器件的编译工作，实现数字钟的功能。有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。秒和校时功能都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示。 1引言随着科技的快速发展，数字电子钟在实际生活中的应用越来越广泛，小到普通的电子表，大到航天器等高科技电子产品中的计时设备。数字钟是一个将“时”，“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有整点报时附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、报时电路和振荡器组成。作为电子技术的一名学生掌握并能够独立自主设计一个数字电子钟是必要和必须的，既可以加深对课本上理论知识的理解又能锻炼自己的思考和解决问题的能力。于是，经过查阅许多相关书籍和浏览许多网络未找到目录项。资源，我做了这款简单数字电子钟的设计。 2 方案论证 2.1 原理设计和功能描述 2.1.1 数字计时器的设计思想要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，12进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 2.1.2 数字电子钟总体框架图

ds1302时钟程序详解经典

dsl302时钟程序详解经典 dsl302时钟程序详解 DS1302的控制字如图2所示。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 2.3数据输入输出（I/O）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 位到高位7o 2.4 DS1302的寄存器 DS1302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1。

? I日历?別间襦存祁及凡担制孑 fir* 野擅"itwtr 収他总cn - T ?fsy网移 e S』3 2 1 0 林斶 son8!ll00-59 f.H IUSVX SIX X2H S3II oum(1Mh、 MH K4H851101 \2A12 24? 10 IIH HK MhH M7II01 -2S.2V, W-Jl ?o imiAre 8SH WII03 - !2(11) 0 IUM MOYI1I AAII8HH ni(i II ? 0 0h\V 8LH Mill OQ ? 9910YLAH 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内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类:一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为COH, FDH,其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH（写）、FFH（读）。 dsl302程序流程图

数电简易数字计时时钟电路设计

闽南师范大学物理与信息工程院课程设计报告课题:简易数字计时电路设计姓名：学号：系别：专业：年级：指导教师： 2013年11 月3 日

摘要：本课设是以并联谐振方式经过二分频产生一个秒脉冲，依次通过十分频、六分频、十分频三个电路产生一个时间能达到九分五十九秒的时钟。具有报警、清零、启动计时、暂停计时及继续计时等功能。在电源上也是采用简单实用的稳压电源。该电路节省成本，电路原理清晰，稍作修改可以用来当做闹钟、计时等。关键词：计时报警 74LS161 CD4060 CD4011 74LS48

目录 1.设计任务 (4) 1.1 设计目的 (4) 1.2 设计要求 (4) 2.设计方案 (5) 2.1 设计总框图 (5) 2.1.1 设计思路 (5) 2.2 直流稳压电源 (5) 2.3 秒脉冲信号发生器电路 (6) 2.4 分频电路 (7) 2.5 显示及其驱动电路 (8) 2.6 即时时间设置电路 (8) 2.7 报警选频电路 (10) 2.8 蜂鸣器驱动电路 (10) 3.系统测试 (11) 3.1 电路的检查 (11) 3.2 电路板的调试及其问题 (11) 3.3 数据测量 (12) 4.结论 (14) 5.参考资料 (14) 6.附录 (14) 6.1 元器件清单 (14) 6.2 仪器设备清单 (15) 6.3 原理图 (15) 6.4 PCB图 (16) 6.5 实物图 (17)

1.设计任务 1.1设计目的 1.熟悉中、小规模数字集成电路的使用方法。 2.熟悉常用分频、计数、译码、显示等电路。 3.掌握数字电路设计、组装、调试方法。 1.2设计要求 1.具有“分”“秒”显示的计时电路（9分59秒）。 2.具有随时计时清零的功能。 3.秒信号产生、系统电源设计。 4.具有调整“分”“秒”的功能。 5.计时将满时具有声音提示功能： 9分51秒、53秒、55秒、57秒、59秒输出前4响低音，后1响高音鸣叫。步长为1秒，最后1响结束时正好为整点。（低音500Hz左右，高音1000Hz左右）。 7.用中小规模集成电路实现，画出系统框图、各单元逻辑电路图。 6.铺铜板板的大小(10cm * 10cm)。 2. 设计方案 2.1 设计总框图图2.1简易数字计时电路设计总框图

数字钟电路设计

本次设计题目：数字钟电路设计 1 简述数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。在控制系统中也常用来做定时控制的时钟源。 2 题目要求（1）具用时、分、秒十进制数字显示的计时器功能；（2）具有手动校时、校分的功能；（3）通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换；（4）具有整点报时功能。主要集成芯片：计时单元74160 报时单元74192 3 总体方案设计数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，直接决定计时系统的精度。由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。将标准秒信号送入采用60进制的“秒计数器”，每累计60sec就发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12或24进制计数器，可实现对一天12h 或24h的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过6位7段译码显示器显示出来，可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。数字钟的原理框图如图2.1所示。

时显示器校分控制电路校时控制电路秒计时器分计时器时计时器秒显示器分显示器报时分频晶振图2.1 数字钟原理框图 4 单元电路设计提示本题目的设计采用自下而上的层次电路设计法。先设计单元电路，再设计总电路。（1）秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路在此例中的主要功能有两个：一是产生标准脉冲信号，二是可提供整点报时所需要的频率信号。可用1Hz 的秒脉冲时钟信号源替代。 V11 Hz 5 V 图2.2 1Hz 的秒脉冲时钟信号源（2）秒、分、时计时器电路秒计时器本质上为对1Hz 的秒脉冲时钟信号源进行60进制计数的计数器，其由一个10进制计数器（个位）和一个6进制计数器（十位）串接组成。个位与十位计数器之间采用同步级联复位方式，将个位计数器的进位输出端RCO 接至十位计数器的时钟信号输入端CLK ，完成个位对十位计数器的进位控制。十位计数器选择Q B 和Q C 端做反馈端，经与非门输出至控制清零端CLR ，形成6进制计数形式。十位

数字电子时钟设计

电子技术课程设计数字电子时钟的设计摘要：设计一个周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，具有校时功能和报时功能的电子钟。本系统的设计电路由时钟译码显示电路模块、脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、整电报时模块、校时模

块等部分组成。计数器采用异步双十进制计数器74LS90，发生器使用石英振荡器，分频器4060CD及双D触发器74LS74D，整电报时电路用门电路及扬声器构成。一、设计的任务与要求电子技术课程设计的主要任务是通过解决一，两个实际问题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。电子技术课程设计的主要内容包括理论设计、仿真实验、安装与调试及写出设计总结报告。衡量课程设计完成好坏的标准是：理论设计正确无误；产品工作稳定可靠，能达到所需要的性能指标。本次课程设计的题目是“多功能数字电子钟电路设计”。要求学生运用数字电路，模拟电路等课程所学知识完成一个实际电子器件设计。二、设计目的 1、让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 2、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 3、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； 4、培养书写综合实验报告的能力。

三、原理方框图如下 1、图中晶体振荡电路由石英32.768KHZ及集成芯。 2、图中分频器4060BD芯片及D触发器构成分频器。 3、计数器由二——五——十73LS90芯片构成。 4、图中DCD_HEX显示器用七段数码显示器且本身带有译码器。 5、图中校时电路和报时电路用门电路构成。四、单元电路的设计和元器件的选择 1、十进制计数电路的设计 74LS90集成芯片是二—五—十进制计数器，所以将INB与QA 相连；R0（1）、R0（2）、R9(1)、R9（2）接地（低电平）；INA

数字钟电路pcb设计讲解

摘要本设计针对数字钟PCB板设计较为复杂的问题，利用国内知名度较高、应用最广泛的电路辅助设计软件protel99se进行了电路板的设计。本设计介绍了各部分电路的构成及准确完成了数字钟PCB电路板的设计。本设计数字钟原理图分析入手，说明了在平台中完成原理图设计，电气检测，网络表生成，PCB设计的基本操作程序。数字钟的主要电路是由电源电路、显示电路、校时电路、晶体振荡电路组成。PCB是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。PCB的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。关键词：数字钟；PCB；原理图；芯片

目录前言 (1) 第一章绪论 (2) 1.1 数字钟的研究背景和意义 (2) 1.2 数字钟的发展和趋势 (2) 第二章系统电路的绘制 (3) 2.1 电路组成方框图 (3) 2.2 电路原理图制作 (3) 2.2.1 原理图环境设置 (4) 2.2.2 绘制原理图 (5) 2.2.3电气规则检查及网络表输出 (7) 2.3 原理图分析 (10) 2.3.1 晶体振荡器 (10) 2.3.2 分频器 (11) 2.3.3 计数器电路 (12) 2.3.4 显示和译码电路 (12) 2.3.5 电源电路 (13) 第三章电路板PCB设计 (14) 3.1 PCB设计规范 (14) 3.2 PCB设计流程 (17) 3.3 输出光绘文件 (21) 3.4 PCB制件作 (23) 心得体会 (25) 参考文献 (26) 附图 (27) 附表 (28)

数字钟时钟电路图

目录前言：....................................................................... 错误！未定义书签。 1.设计目的 (3) 2.设计功能要求 (3) 3.电路设计11111111111111111111111111111111111111111111 (3) 3.1设计方案 (3) 3.2单元电路的设计 (4) 3.2.1主体电路部分 (4) 3.2.1.1振荡电路 (5) 3.2.1.2 计数电路 (9) 3.2.1.3 校时电路 (14) 3.2.1.4译码与显示电路 (16) 3.2.2扩展功功能电路的设计 (18) 3.2.2.1定时控制电路 (18) 3.2.2.2 仿广播电台正点报时电路 (20) 3.2.2.3自动报整点时数电路 (21) 3.2.2.4触摸报整点时数电路 (22) 4.调试 (23) 4.1主体电路部分 (23) 4.2 扩展电路部分 (25) 5.总结 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 附录 (30)

1.设计目的设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：定时控制、仿广播电台正点报时、自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。分则由扩展 2.设计功能要求基本功能：（1）时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进制（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间（3）校正时间扩展功能：（1）定时控制；（2）仿广播电台报时功能；（3）自动报整点时数；（4）触摸报整点时数； 3.电路设计 3.1设计方案根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图，框图如图1所示。

51单片机DS1302日历时钟程序

51 单片机ds1302 时钟芯片 #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit lcdrs = P1^0; sbit lcdrw = P1^1; sbit lcden = P1^2; sbit key0 = P2^0;//功能键,选择时分秒 sbit key1 = P2^1;//加1键 sbit key2 = P2^2;//减1键 sbit key4 = P2^4; sbit clk_1302 = P1^5; //1302芯片位定义sbit io_1302 = P1^6; sbit rst_1302 = P1^7; uchar bdata dat; sbit dat0 = dat^0; sbit dat7 = dat^7; uchar key0_count;//按键0被按的次数(0~3) uchar flag; char hour,minute,second; uchar table_date[] = "2009-4-12 Mon"; uchar table_time[] = "00:00:00"; /****** 函数申明********/ void write_cmd_1602(uchar cmd); void write_data_1602(uchar dat); void write_add(uchar add,uchar dat); void init1602(); void delay(uint z); uchar reverse(uchar c); void keyscan(); void init(); void RTC_initial (); void wr_1302(uchar wr_data); uchar rd_1302(void); uchar uc_R1302(uchar ucAddr); void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa); 主程序 #include

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计一、数字电子钟设计摘要 (2) 二、数字电子钟方案框图 (2) 三、单元电路设计及相关元器件的选择 (3) 1.6进制计数器电路的设计 (3) 2.10进制计数器电路的设计 (4) 3.60进制计数器电路的设计 (4) 4.时间计数器电路的设计 (5) 5.校正电路的设计 (6) 6.时钟电路的设计 (7) 7.整点报时电路设计 (8) 8. 译码驱动及单元显示电路 (9) 四、系统电路总图及原理 (9) 五、经验体会 (10) 六、参考文献 (10) 附录A:系统电路原理图附录B:元器件清单

一、数字电子钟设计摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。二、数字电子钟方案框图图1 数字电子钟方案框图

三、单元电路设计和元器件的选择 1. 6进制计数器电路的设计现要设计一个6进制的计数器，采用一片中规模集成电路74LS90N芯片，先接成十进制，再转换成6进制，利用“反馈清零”的方法即可实现6进制计数，如图2所示。图2

2. 10进制电路设计图3 3. 60 进数器电路的设计 “秒”计数器与“分”计数器都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接而成，如图4所示，采用两片中规模集成电路74LS90N串接起来构成“秒”“分”计数器。

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