基于單片機和DS1302的簡易時鐘設計

孫倩

摘要：設計一個簡易時鐘電路，系統由單片機最小系統、時鐘模塊、液晶顯示模塊、掉電記憶模塊、按鍵模塊構成。系統在時鐘實時顯示的基礎上，通過按鍵控制，可實現對當前時間的修改，年、月、日切換等，切斷系統電源時，當前時間信息可掉電保存。系統控制簡單、成本低廉，具有良好的推廣價值。

關鍵詞：DS1302時鐘芯片；單片機；掉電記憶功能；時鐘系統

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0206-01

1 前言

實時時鐘廣泛應用于人們的生活中，本文采用集成的時鐘芯片DS1302完成簡易時鐘的設計，電路結構簡單，通過單片機的控制，便能產生精確的時間信息。設計中，電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）的引入，由單片機控制，實時記錄當時時間信息，掉電時防止時間信息丟失。

2 系統設計方案

系統采用STC89C52單片機作為主控芯片，控制系統的整體運行。時鐘電路模塊由DS1302時鐘芯片及其外圍電路組成。顯示功能由LCD1602控制，用于時間的實時顯示。按鍵輸入功能，便于時間的矯正與修改。由于系統掉電時，當前的時間數據也會隨之消失，因此，系統添加EEPROM，擴展掉電時間信息的保護功能。

3 硬件設計

系統由單片機最小系統調動各模塊的功能操作。DS1302時鐘芯片可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，工作電壓為2.5-5.5V，兼容單片機電壓，芯片采用三線SPI接口與單片機進行同步通信。芯片外接32.768kHz晶振。時鐘電路設計如圖1所示。

單片機與EEPROM建立I2C通信，用于時間數據的實時讀寫操作。單片機P3.4-P3.7連接按鍵輸入模塊，用于外部觸發單片機對時鐘芯片DS1302數據的修改操作。單片機的P0-P7作為與液晶1602數據交互的并行接口。

4 軟件設計

軟件設計流程如圖2所示，系統上電后，單片機初始化液晶設置，完成對DS1302時鐘芯片的配置，設定時間初值，然后讀取芯片內的時間信息。時間信息一方面儲存在EEPROM芯片，由單片機對EEPROM進行寫操作，實時錄入當時時間信息，另一方面用于液晶LCD1602顯示時間信息。當外界掉電時，我們希望記錄掉電的時間值，因此，再次上電時，單片機通過讀EEPROM的讀操作獲取掉電時刻的時間。此外，我們可通過外部按鍵輸入的方式，完成對時間信息的調整。

5 結語

本文介紹了一種簡易的時鐘設計方案，使用的STC89C52單片機控制DS1302時鐘芯片，實現時鐘的實時顯示，并且引入EEPROM存儲器用于擴展掉電時間記錄功能，時間信息還可由外接按鍵控制更改。系統設計人機交互良好、控制靈活、成本低廉，為人們的生活提供了便捷。

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