基于DSl302芯片的數字時鐘設計

楊陽　李華

摘要：現在電子時鐘在越來越多的領域得到了應用，尤其是對某些無人看守的測控系統及有關的自動化控制等對時鐘精確度要求很高的場合，電子時鐘具有十分重要的應用價值。文章利用時鐘芯片DSl302，AT89c52單片機以及數碼管等元件，設計新的數字時鐘電路，實現定時、計時、報警等功能。經大量的仿真實驗驗證，設計的數字時鐘顯示時間正確，工作具有較高的準確性和可靠性。

關鍵詞：DSl302；數字時鐘；單片機

在人們日常生活中，電子時鐘已成為必需品，被廣泛應用于各行各業。鐘表數字化應用極大地改變了人們的生產生活，鐘表的基本報時功能也得到了擴展，比如定時鬧鈴功能、學校上下課的定時電鈴等，因此很多學者對數字鐘以及研究數字時鐘的擴展功能進行了研究。本文設計了基于時鐘芯片DSl302和AT89S52單片機的數字時鐘。

1.設計元件簡介

1.1AT89S52單片機元件簡介

AT89S52是一個具有8k字節的Flash，I/O口線為32位，具有2個數據指針和一個看門狗定時器，還有定時器/計數器，具有中斷結構的單元機。另外，AT89S52芯片支持可選擇節電模式。空閑模式下，允許CPu停止工作的條件下，其余功能可以繼續工作，比如RAM、定時器，計數器等。掉電保護方式下，隨機存取存儲器（Random Access Memory，RAM）內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。

1.2時鐘芯片DSl302簡介

DSl302是美國DALLAS公司研發的實時時鐘電路，它具有自帶RAM芯片、低功耗、高性能等特點，可以采用各種方法對時間進行精確顯示，具有對閏年和非閏年的判斷功能，2.5～5.5v電壓為芯片的工作電壓范圍。最大特點是CPu與芯片的三線接口可以進行同步通信，一次可以傳送若干個字節的RAM數據。

2.硬件設計

2.1設計思路

利用AT89S52進行全局的控制，用數碼管來顯示時、分、秒，時、分、秒從DSl302上讀取出來。由于要設置時間所以裝了兩個按鍵。一個用來選中所要修改的時間，一個進行修改（就是+1），為了使定時鬧鐘能夠實現，又加了個蜂鳴器，當時間走到設定的時間時，蜂鳴器開始發出聲音，該數字時鐘硬件電路簡單、使用靈活、功能穩定。

2.2系統結構及總流程設計

根據系統設計的要求和設計思路，確定該系統的系統設計結構圖。系統總體結構如圖1所示。硬件電路主要由MCU微處理控制器單元、DSl302時鐘電路、儲存器、復位電路、晶振電路、數碼管顯示模塊構成。根據軟件功能要求，將系統軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結構：時鐘顯示是一個無窮死循環，系統主控制器AT89S52重復不間斷地讀取DSl302芯片所提供的時間，把獲得到的時間送LED以24小時模式來完整顯示出來；當達到鬧鐘所設定時間時，控制蜂鳴器發出聲音；當需要調整定時的時間或鬧鈴時間時，按下相應數字鍵即可進入系統中斷處理程序進行中斷處理。本設計中整個系統的電源來自電腦提供的USB電源線。

2.3系統硬件電路設計

（1）整體電路設計。系統的實時時鐘電路的部分由單片機AT89S52的P1接口與DSl302時鐘芯片相連接而成，將鍵盤與單片機的P3.2接口和P3.3接口連接組成系統的按鍵電路，用來對顯示器的控制，數碼管與單片機的P0接口連接構成系統的顯示，最后用三極管連接數碼管與P2接口。

（2）DSl302時鐘電路設計。芯片的供電電路是將VCC2接電源，將晶振分別與X₁，X₂引腳相連；芯片的復位引腳電路是將單片機P1.2收引腳與RST引腳相連接；芯片的時鐘端電路是將單片機的PI.0引腳與芯片的SLK引腳相連組成；芯片的I/0端口的電路是將單片機的P1.1引腳與I/O引腳相連組成。

（3）顯示電路。將數碼顯示管的段選端與單片機的P0接口相連，由于數碼管采用的是動態顯示，所以通過對P0的8位二進制數據的不斷改變使數碼顯示管不斷的動態顯示；用三極管連接單片機的P2接口與數碼管接口，在兩個信號的配合下實時顯示時間數據。

3.主程序及系統Proteus軟件仿真

3.2系統Proteus軟件仿真

用Keil軟件編譯程序生成可執行文件.hex文件后，在Proteus文件中剛剛生成的heX文件，而后進行仿真測試。在系統程序設計中已經確定顯示的格式為：時時，分分秒秒，在仿真測試中可以看到數碼管按照時時，分分，秒秒的樣式進行顯示，這種顯示格式是為了便于讀取溫度數字。對于系統的按鍵部分，當調節各個按鍵，數碼顯示管對應的數碼位處于閃爍狀態，然后進入可調整階段，可以對系統的時間顯示部分進行調整。當時間走到定的時間時蜂鳴器就會響起。系統的電路及顯示效果達到普通用戶的需求，仿真結果如圖2所示。

4.結語

本文利用時鐘芯片DSl302，AT89C52單片機以及數碼管等元件設計出新的數字時鐘電路，實現定時、計時、報警等功能。該電路使用時鐘芯片DSl302自帶的簡單的三線接口，這樣為AT89C52單片機節省出較多的接口資源，而且時鐘芯片還帶有后備電池。經大量的仿真實驗驗證，文中設計的數字時鐘顯示時間正確，誤差較小，有一定的應用價值。