帶你使用51單片機做一款簡易的電子時鐘

一、前言

今天給大家推薦一個51單片機小實驗，帶你使用51單片機做一款簡易的電子時鐘，其中計時模塊采用DS1302硬件模塊，顯示采用LCD顯示屏，具體怎么實現(xiàn)開來一起看看吧！

二、DS1302模塊介紹

DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘和31字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘、日歷電路提供秒、分、時、日、周、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年自動補償?shù)榷喾N功能。時鐘操作可通過 AM/PM 指示，DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，簡易三線SPI通信模式：

RES 復位

I/O 數(shù)據(jù)線

SCLK 串行時鐘

SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如MSP430單片機系列處理器。

DS1302時鐘芯片的工作原理如下：

DS1302芯片內(nèi)部有一組定時器和寄存器，通過這些寄存器可以實現(xiàn)時鐘的讀寫操作。

DS1302通過三根引腳與外部設(shè)備連接，分別是RST、DAT和CLK。RST引腳用于復位

DS1302，DAT引腳用于數(shù)據(jù)傳輸，CLK引腳用于時鐘信號。

DS1302芯片使用BCD碼表示時間信息，即用4位二進制數(shù)表示一個十進制數(shù)。例如，分的BCD碼為00H到59H。

三、驅(qū)動DS1302的代碼

以下是使用51單片機驅(qū)動DS1302時鐘芯片的代碼，具體實現(xiàn)步驟如下：

3.1 初始化DS1302時鐘芯片

voidDS1302Init(){
//初始化DS1302時鐘芯片
DS1302WriteByte(0x8E,0x00);
//關(guān)閉寫保護
DS1302WriteByte(0x90,0x00);
}

3.2 讀取DS1302時鐘芯片的時間

voidDS1302ReadTime(unsignedchar*p){
//讀取DS1302時鐘芯片的時間
unsignedchari;
DS1302WriteByte(0xBF,0x00);
for(i=0;i

	

	3.3 設(shè)置DS1302時鐘芯片的時間

	
voidDS1302WriteTime(unsignedchar*p){
//設(shè)置DS1302時鐘芯片的時間
unsignedchari;
DS1302WriteByte(0xBE,0x00);
for(i=0;i

	

	3.4 讀取DS1302時鐘芯片的RAM

	
//從DS1302讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
voidDS1302ReadByte(uchar*dat){
uchari;

for(i=0;i

	

	四、讀取DS1302時鐘芯片的RAM

	DS1302時鐘芯片有31個字節(jié)的RAM空間，可以用來存儲一些數(shù)據(jù)。在實際應用中，我們可能需要讀取這些存儲的數(shù)據(jù)。讀取DS1302的RAM和讀取寄存器類似，也需要先向DS1302發(fā)送讀取RAM的命令，然后再讀取RAM的內(nèi)容。

	讀取DS1302的RAM需要使用到DS1302的另一個引腳——CE（片選使能）引腳，該引腳在讀寫DS1302的RAM時需要保持為低電平。讀取RAM的過程如下：

	4.1 發(fā)送讀取RAM的命令

	向DS1302寫入讀取RAM的命令：0x61。DS1302會自動切換到RAM讀取模式，準備將RAM中的數(shù)據(jù)傳輸給單片機。

	
DS1302Write(0x61);//發(fā)送讀取RAM命令


	

	4.2 讀取RAM的內(nèi)容

	發(fā)送讀取RAM命令后，就可以讀取RAM中的數(shù)據(jù)了。讀取RAM的數(shù)據(jù)需要先讀取DS1302的數(shù)據(jù)引腳（IO引腳）上的高電平脈沖，然后再讀取8個位的數(shù)據(jù)。具體的讀取過程可以使用DS1302ReadByte函數(shù)實現(xiàn)，該函數(shù)會讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

	
for(i=0;i

	

	讀取完RAM后，我們可以將其存儲到一個數(shù)組中，方便后續(xù)的使用。

	4.3 讀取部分單獨代碼實現(xiàn)（注重邏輯）

	
#include
#include

#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint

sbitSCLK=P2^0;
sbitIO=P2^1;
sbitCE=P2^2;

uchards1302_read_ram(ucharaddress)
{
uchari,dat;

CE=0;
_nop_();
SCLK=0;
_nop_();
CE=1;
_nop_();

IO=0;//寫指令
SCLK=0;
_nop_();
SCLK=1;
_nop_();
IO=address|0xc0;//選擇地址并讀取RAM
for(i=0;i>=1;
if(IO)dat|=0x80;
SCLK=0;
_nop_();
SCLK=1;
_nop_();
}
CE=0;

returndat;
}


	

	在上述代碼中，ds1302_read_ram 函數(shù)接收一個參數(shù) address，用于指定要讀取的 RAM 地址，返回一個字節(jié)表示該地址處的 RAM 數(shù)據(jù)。

	該函數(shù)的具體實現(xiàn)過程如下：

	置 CE 為低電平，并延遲一段時間。

	置 SCLK 為低電平，并延遲一段時間。

	置 CE 為高電平，并延遲一段時間。

	置 IO 為低電平，表示寫指令。

	置 SCLK 為低電平，并延遲一段時間。

	置 SCLK 為高電平，并延遲一段時間。

	置 IO 為 address | 0xc0，即選擇地址并讀取 RAM。

	依次進行 8 次時鐘上升沿，在每個上升沿時讀取數(shù)據(jù)位。

	置 CE 為低電平。

	返回讀取到的數(shù)據(jù)。

	需要注意的是，讀取 RAM 數(shù)據(jù)時需要將地址的最高位（即 bit7）置為 1，以表示要讀取 RAM。另外，在讀取數(shù)據(jù)位時需要依次進行 8 次時鐘上升沿，且每次讀取時需要先右移數(shù)據(jù)，再將新數(shù)據(jù)左移并或上讀到的數(shù)據(jù)位。

	五、整體代碼實現(xiàn)

	下面是使用51單片機和DS1302時鐘芯片實現(xiàn)的簡易電子時鐘的代碼實現(xiàn)。代碼中包含了DS1302的初始化、時鐘讀取、RAM讀寫等基本功能。

	
#include
#include"LCD1602.h"
#include"DS1302.h"

#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint

sbitbeep=P3^6;//定義蜂鳴器接口

voidmain()
{
ucharyear,month,day,hour,minute,second;//年月日時分秒
ucharstr_data[11],str_time[11];//用于存放LCD上顯示的日期和時間

LCD_Init();//初始化LCD顯示屏
DS1302_Init();//初始化DS1302時鐘芯片

//將時間初始化為2023年2月21日0時0分0秒
DS1302_Write(0x8e,0);//關(guān)閉寫保護
DS1302_Write(0x80,0x23);//年份
DS1302_Write(0x82,0x02);//月份
DS1302_Write(0x84,0x21);//日期
DS1302_Write(0x86,0x00);//時鐘
DS1302_Write(0x88,0x00);//分鐘
DS1302_Write(0x8a,0x00);//秒鐘
DS1302_Write(0x8e,0x80);//開啟寫保護

while(1)
{
//讀取DS1302時鐘芯片中的年月日時分秒
year=DS1302_Read(0x80);
month=DS1302_Read(0x82);
day=DS1302_Read(0x84);
hour=DS1302_Read(0x86);
minute=DS1302_Read(0x88);
second=DS1302_Read(0x8a);

//將年月日時分秒轉(zhuǎn)換成字符串
sprintf(str_data,"Data:20%02x-%02x-%02x",year,month,day);
sprintf(str_time,"Time:%02x:%02x:%02x",hour,minute,second);

//在LCD上顯示日期和時間
LCD_Write_String(0,0,str_data);
LCD_Write_String(0,1,str_time);

Delay_Ms(1000);//延時1秒
}
}


	

	六、顯示效果

	

	





	審核編輯：劉清