單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、成績南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 題 目 實(shí)時(shí)鐘芯片pcf8563的應(yīng)用 課 程 名 稱 單片機(jī)原理及應(yīng)用a 院 (系、部、中心) 通信工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程（傳感網(wǎng)） 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 信 息 樓 c 210 指 導(dǎo) 教 師 設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2013年12月23日至 2013年12月27日 目錄一、 摘要 1二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2三、基本思路4四、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖4五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)框圖5六、相關(guān)芯片和硬件設(shè)備簡介7七、系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析15八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)19九、參考文獻(xiàn)20十、附錄（源程序）21一、 摘要 近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模

2、集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)象信息的入口，越來越受到人們的關(guān)注。傳感

3、器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測(cè)量信息（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置本次課設(shè)中的半橋電子秤就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如cpu，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的

4、存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過10元即可.用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、vcd等等的家電里面都可以看到它的身影！.它主要是作為控制部分的核心部件。而51系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種，通過本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，從而更熟悉單片機(jī)的原理和相關(guān)設(shè)計(jì)并提高了開發(fā)軟、硬件的能力。本設(shè)計(jì)主要在nkde51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)上，利用pcf8563日歷時(shí)鐘ic設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式電子鐘，在1602 lcd顯示器上顯示日期和時(shí)間，通過鍵盤實(shí)現(xiàn)日期和時(shí)間的設(shè)置和校準(zhǔn)。二、

5、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的 在學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及應(yīng)用a課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入理解mcs-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用技術(shù)，提高單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)的能力；按照教學(xué)計(jì)劃的要求，利用一周時(shí)間，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)具有一定功能的小型單片機(jī)控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，要求學(xué)生能通過獨(dú)立思考、查閱工具書、參考文獻(xiàn)，提出自己的設(shè)計(jì)方案，找出設(shè)計(jì)中遇到問題的解決途徑。2課程設(shè)計(jì)題目及要求l 題目：實(shí)時(shí)鐘芯片pcf8563的應(yīng)用1整個(gè)課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)都要自己動(dòng)手。2完成時(shí)間設(shè)置和當(dāng)前時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示；3采用c語言編程實(shí)現(xiàn)； 4其他要求參見“nkde-51

6、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”；5基本任務(wù)為必做項(xiàng)目，附加任務(wù)為選做項(xiàng)目；6對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。3課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、圖紙、實(shí)物樣品等要求設(shè)計(jì)任務(wù)：1 基本任務(wù)：利用nkde-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)上的硬件資源，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示功能。2 附加任務(wù)：（1）通過鍵盤進(jìn)行時(shí)間設(shè)置；（2）通過串口與pc機(jī)通信，接收pc機(jī)送達(dá)的時(shí)間設(shè)置字符串，設(shè)置實(shí)時(shí)鐘，并能將當(dāng)前時(shí)間在led/lcd上顯示。工作量要求：1 設(shè)計(jì)的硬件電路圖與程序流程圖；2 源程序代碼；3系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果符合課程設(shè)計(jì)要求。4主要參考文獻(xiàn)1、 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書南京工程

7、學(xué)院，2013年2、 nkde51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書南京郵電大學(xué)，2011年3、 單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51程序設(shè)計(jì)（第2版），謝維成等編著，清華大學(xué)出版社，2009年4、單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版），李建忠，西安電子科技大學(xué)出版社，2008年5、其他參考資料（自選）5課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排起 止 日 期工 作 內(nèi) 容2013年 12月 23/30日 12月 24/31 日 12月 25/1月1 日 12月 26/1月2 日 12月 27/1月3 日收集資料，完成總體設(shè)計(jì)，畫出系統(tǒng)的硬件電路圖；編制源程序，畫出程序流程圖，擬定調(diào)試步驟；實(shí)驗(yàn)室調(diào)試；實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，修改、完善設(shè)計(jì)方案及內(nèi)容；設(shè)計(jì)結(jié)果

8、驗(yàn)收，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。6成績考核辦法1、 設(shè)計(jì)和調(diào)試滿分為 25分、答辯驗(yàn)收滿分為30分，視以下情況計(jì)分： 完成當(dāng)前時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示功能，可獲得基本分30分；完成時(shí)間設(shè)置的鍵盤功能，可加15分；完成接收pc機(jī)送達(dá)的時(shí)間設(shè)置字符串，設(shè)置實(shí)時(shí)鐘，可加10分；2、 課程設(shè)計(jì)說明書：基本分20分，滿分為30分；3、考勤（15分）：缺勤一次扣5分，缺勤三次及以上不及格。教研室審查意見：教研室主任簽字： 年 月 日三、基本思路電子時(shí)鐘主要由顯示模塊，校時(shí)模塊和時(shí)鐘運(yùn)算模塊三大部分組成。其中校時(shí)模塊和時(shí)鐘運(yùn)算模塊要對(duì)年，月，日，時(shí)，分，秒的數(shù)量進(jìn)行操縱，并且當(dāng)秒計(jì)到59時(shí)，要自己清零即顯示秒的模塊都為零并向分進(jìn)

9、一，分計(jì)到59時(shí)，自己也要清零并向時(shí)進(jìn)1，時(shí)計(jì)到24時(shí)，時(shí)就要清零又從秒開始計(jì)時(shí)；像上述一樣，循環(huán)計(jì)時(shí)到365次時(shí)向年進(jìn)一，如此便實(shí)現(xiàn)了電子時(shí)鐘對(duì)年，月，日，時(shí)，分，秒的數(shù)值操縱。通過芯片產(chǎn)生的年月日及日期再通過1602液晶顯示器顯示出來，同時(shí)添加了整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲響，并且響5秒（程序中自己設(shè)置的），另外還自行添加了上下課打鈴和鬧鐘設(shè)定功能，可以通過外部按鍵改變?cè)O(shè)定值。四、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖 五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)框圖1、系統(tǒng)圖lcd時(shí)鐘芯片pcf8563中央處理器 89c5189c51鍵盤蜂鳴器2、軟件設(shè)計(jì)流程圖(1)軟件程序內(nèi)容本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、延時(shí)程序、1

10、602字符點(diǎn)陣液晶顯示器的顯示模塊、實(shí)時(shí)鐘pcf8563芯片的初始化及讀寫程序、歡迎界面顯示子程序、清屏子程序、定時(shí)打鈴子程序、時(shí)鐘顯示子程序、查詢時(shí)間表切換程序、按鍵子程序和延時(shí)子程序等等。另外，還設(shè)計(jì)了上下課時(shí)間打鈴子程序、鬧鐘子程序和防抖動(dòng)程序。其中在主函數(shù)中首先初始化時(shí)鐘芯片和1602字符點(diǎn)陣液晶顯示屏，然后滾動(dòng)顯示歡迎界面“zong lao shi nice to meet you”,延時(shí)一段時(shí)間后清屏，再顯示本人姓名“yang jia jia ”,再延時(shí)一段時(shí)間后清屏，顯示本人學(xué)號(hào)208110732，最后用while循環(huán)顯示主頁面，主頁面共有兩個(gè)，一個(gè)是鬧鐘時(shí)間設(shè)置，另一個(gè)便是年月

11、日及時(shí)間顯示的頁面，兩個(gè)頁面可以通過開關(guān)或者按鈕輸入“0”“1”信號(hào)進(jìn)行控制切換。在本設(shè)計(jì)中兩個(gè)主顯示頁面都是通過調(diào)用按鍵檢測(cè)子函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，在按鍵檢測(cè)子函數(shù)中可以通過開關(guān)和按鈕選擇需要顯示的主頁面，然后在相應(yīng)的主頁面中通過矩陣鍵盤來設(shè)置液晶顯示器上顯示的年月日及時(shí)間的值或者設(shè)定鬧鐘的時(shí)間。無論在哪個(gè)主頁面下，都添加了打鈴和整點(diǎn)報(bào)時(shí)子程序。具體的設(shè)計(jì)流程圖如下圖所示。（2）主函數(shù)流程圖 六、相關(guān)芯片和硬件設(shè)備簡介1 at89c51at89c51是一種帶4k字節(jié)flash 存儲(chǔ)器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電

12、壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。主要特性：與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程flash存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0hz-

13、24mhz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路特性概述： at89c51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部ram，32 個(gè)i/o 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89c51可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止cpu的工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并

14、禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。管腳說明： vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須接上拉電阻。 p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flas

15、h編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為低八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸

16、出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振

17、蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 /psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由

18、外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性: xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和

19、陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2 pcf8563pcf8563是philips公司生產(chǎn)的低功耗cmos實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，芯片最大總線速度為400kbits/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，其內(nèi)嵌的字地址寄存器器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。pcf8563可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、便攜儀器、傳真機(jī)、電池電源等產(chǎn)品中。 pcf8563的引腳排列如圖1所示，各引腳功能說明如表1所列。 符號(hào) 管腳號(hào) 功能說明 osci 1 振蕩器輸入 osco 2 振蕩器輸出 /int 3 中斷輸

20、出（開漏：低電平有效） vss 4 地 sda 5 串行數(shù)據(jù)i/o scl 6 串行時(shí)鐘輸入 clkout 7 時(shí)鐘輸出（開漏） vdd 8 正電源 pcf8563有16個(gè)8位寄存器，其中包括：可自動(dòng)增量的地址寄存器、內(nèi)置32.768khz的振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成電容）、分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘rtc提供源時(shí)鐘）、可編程時(shí)鐘輸出、定時(shí)器、報(bào)警器、掉電檢測(cè)器和400khz的i2c總線接口。所有16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。當(dāng)一個(gè)rtc寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容將被鎖存，因此，在傳送條件下，可以禁止對(duì)時(shí)鐘/日歷芯片的錯(cuò)讀。表2、表3所列為各寄存器概況及對(duì)應(yīng)的內(nèi)存

21、地址和功能，同時(shí)列出了它們的bcd格式編碼。表中“”表示無效位，“0”表示此位應(yīng)置邏輯。表3中的世紀(jì)位c=0指定世紀(jì)數(shù)為20xx，c=1指定世紀(jì)數(shù)為19xx。當(dāng)年寄存器中的99變00時(shí)，世紀(jì)位才會(huì)改變。 主要特性有： 1、寬電壓范圍 1.05.5v， 復(fù)位電壓標(biāo)準(zhǔn)值vlow=0.9v。 2、超低功耗：典型值為 0.25ua (vdd=3.0v,tamb=25)。 3、可編程時(shí)鐘輸出頻率為：32.768khz 、1024hz 、32hz 、1hz。 4、四種報(bào)警功能和定時(shí)器功能。 5、內(nèi)含復(fù)位電路、振蕩器電容和掉電檢測(cè)電路。 6、開漏中斷輸出。 7、400khz i2c總線(vdd=1.85.5

22、v)，其從地址讀 0a3h;寫 0a2h?；竟ぷ髟韕cf8563 有 16 個(gè)位寄存器：一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置 32.768khz的振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容）一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘rtc 提供源時(shí)鐘）一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)報(bào)警器，一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè) 400khz i2c 總線接口。 所有16 個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的 8 位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩個(gè)寄存器（內(nèi)存地址 00h，01h）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址 02h08h 用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（秒年計(jì)數(shù)器） ，地址 09h0ch 用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件） ，地址 0dh 控制cl

23、kout 管腳的輸出頻率，地址 0eh 和 0fh 分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器，編碼格式為 bcd， 星期和星期報(bào)警寄存器不以 bcd 格式編碼。當(dāng)一個(gè) rtc 寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容被鎖存，因此，在傳送條件下，可以禁止對(duì)時(shí)鐘日歷芯片的錯(cuò)讀。寄存器概況：地址 寄存器名稱 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 00h 控制/狀態(tài)寄存器1 test 0 stop 0 testc 0 0 0 01h 控制/狀態(tài)寄存器2 0 0 0 ti/tp af tf aie tie 0dh

24、 clkout頻率寄存器 fe fd1 fd0 0eh 定時(shí)器控制寄存器 te td1 td0 0fh 定時(shí)器倒計(jì)數(shù)數(shù)值寄存器 定時(shí)器倒計(jì)數(shù)數(shù)值bcd格式寄存器概況：地 址 寄存器名稱 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 02h 秒 vl 0059bcd碼格式數(shù)03h 分鐘 - 0059bcd碼格式數(shù) 04h 小時(shí) - - 0023bcd碼格式數(shù) 05h 日 - - 0131bcd碼格式數(shù)06h 星期 - - - - - 06 07h 月/世紀(jì) c - - 0112bcd碼格式數(shù) 08h 年 0099bcd碼格式數(shù) 09h分鐘報(bào)警 ae 0059bc

25、d碼格式數(shù) 0ah 小時(shí)報(bào)警 ae - 0023bcd碼格式數(shù) 0bh 日?qǐng)?bào)警 ae -0131bcd碼格式數(shù) 0ch 星期報(bào)警 ae - - - - 06 2.2 啟動(dòng)和停止條件總線不忙時(shí)，數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線保持在高電平。數(shù)據(jù)線（sda）在下降沿而時(shí)鐘線（scl）為高電平時(shí)，為起動(dòng)條件（s）；數(shù)據(jù)線在上升沿而時(shí)鐘線為高電平時(shí)為停止條件（p）。 2.3 位傳送每個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送一個(gè)數(shù)據(jù)位，sda線上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘脈沖高電平時(shí)應(yīng)保持穩(wěn)定，否則將成為控制信號(hào)。 2.4 標(biāo)志位在起動(dòng)條件和停止條件之間，傳送器傳送給接收器的數(shù)據(jù)數(shù)量沒有限制。在每個(gè)8位字節(jié)后加一個(gè)標(biāo)志位，傳送器便產(chǎn)生一個(gè)高電平的標(biāo)志位，這時(shí)主

26、設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)附加標(biāo)志位時(shí)鐘脈沖。從接受器必須在接收到每個(gè)字節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志位，主接收器也必須在接收從傳送器傳送的每個(gè)字節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志位。在標(biāo)志位時(shí)鐘脈沖出現(xiàn)時(shí)，sda線應(yīng)保持低電平（應(yīng)考慮起動(dòng)和保持時(shí)間）。傳送器應(yīng)在從設(shè)備接收到最后一個(gè)字節(jié)時(shí)變?yōu)榈碗娖?，而使接收器產(chǎn)生標(biāo)志位，這時(shí)主設(shè)備即可產(chǎn)生停止條件。2.5 i2c總線協(xié)議 用i2c總線傳遞數(shù)據(jù)前，接收的設(shè)備應(yīng)先標(biāo)明地址，在i2c總線起動(dòng)后，這個(gè)地址與第一個(gè)傳送字節(jié)一起被傳送出去。pcf8563可以作為一個(gè)從接收器或從傳送器，此時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)線scl只能輸入信號(hào)線，數(shù)據(jù)信號(hào)線sda則為一條雙向信號(hào)線。應(yīng)用概述：圖7所示為pcf8563的具體應(yīng)

27、用電路圖，對(duì)圖中石英晶片頻率的調(diào)整，筆者給出3種可行性方法，供參考： 方法1：定值osci電容。計(jì)算所需的電容平均值，用此值的定值電容，通電后在clkout管腳上測(cè)出的頻率應(yīng)為32.768khz，測(cè)出的頻率值偏差取決于石英晶片本身，電容偏差和器件之間的偏差平均為510 -6。平均偏差可達(dá)5分鐘/年。 方法2：osci微調(diào)電容?？赏ㄟ^調(diào)整osci管腳的微調(diào)電容式振蕩器的頻率來獲得更高的精度，此時(shí)可測(cè)出通電時(shí)管腳clkout上的信號(hào)頻率為32.768khz。 方法3：osci輸出。直接測(cè)量管腳osci的輸出3、 lcd1602 1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)

28、等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。n1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 n目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于hd44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于hd44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。管腳功能： 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：vss為電源地 第2腳：vdd接5v電源正極 第3腳：v0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端

29、，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第4腳：rs為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：rw為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第6腳：e(或en)端為使能(enable)端。 第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。（3）16進(jìn)制ascii碼表七、系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析數(shù)據(jù)記錄 編譯成功后，顯示器上顯示了詳細(xì)的年、月、日、星期及具體的時(shí)間，且蜂鳴器在到達(dá)整點(diǎn)時(shí)就會(huì)響五秒 。同時(shí)也在

30、年和時(shí)的前面加了“d”和“t”,做了一些改進(jìn)。編譯程序截圖：運(yùn)行程序截圖： 總接線圖：歡迎界面一：滾動(dòng)播放“zong lao shi nice to meet you” 歡迎界面二：顯示我的姓名：主界面一：鬧鐘顯示界面主界面二：年月日及時(shí)間顯示界面八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)與我們以往的相比難度有所增加，對(duì)編程能力和動(dòng)手操作能力要求很高，這主要是此次設(shè)計(jì)對(duì)知識(shí)的要求較為綜合，我們用到了單片機(jī)、keil-c51及c語言編程、lcd液晶顯示、pcf8563實(shí)時(shí)鐘芯片等知識(shí)，所以，剛開始時(shí)，我們不知道從何下手。不過后來在宗老師要求先從設(shè)計(jì)指導(dǎo)書上最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)開始做起，以及自己不斷的查找資料，和同學(xué)商

31、量，終于開始有點(diǎn)頭目了，慢慢的便進(jìn)入了狀態(tài)。但是在做的過程中還是遇到了很多問題，例如將編寫好的源程序輸入電腦，編譯后出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤有許多是平時(shí)的實(shí)驗(yàn)遇到過的，例如：輸入的分號(hào)格式不正確，零和字母o弄混淆了等等，幸好這些錯(cuò)誤在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)中遇到了，所以改錯(cuò)誤很容易，但同時(shí)也說明了，平時(shí)的錯(cuò)誤現(xiàn)在還在犯，證明錯(cuò)誤我還沒有完全的改正，這點(diǎn)我們以后一定要注意了。爭取錯(cuò)誤犯了兩次就不能再犯了。感覺最難的部分是液晶屏顯示部分，因?yàn)橐郧皬奈从龅竭^，所以程序編寫起來很生硬，好多例程的程序都不是太懂，但是經(jīng)過和同學(xué)的討論，基本上都能夠掌握了。經(jīng)過多次的修改和向別人請(qǐng)教，錯(cuò)誤都排除了，編譯通過了，但功能沒有

32、達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，最主要的就是設(shè)計(jì)的原理圖太多錯(cuò)誤，不能進(jìn)行仿真。最后，經(jīng)過幾天在實(shí)驗(yàn)室的努力，終于實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘的全部要求，并且添加了鬧鐘和按鍵及液晶屏滾動(dòng)顯示等功能。通過本次設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)的了解了實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)流程，尤其是硬、軟件的設(shè)計(jì)方法，掌握了lcd液晶屏顯示電路的基本功能及編程方法，掌握了鍵盤電路和顯示電路的一般原理，也進(jìn)一步掌握了實(shí)時(shí)鐘芯片pcf8563的使用和和編程方法。開拓了思路，鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手能力，提高了分工協(xié)作能力和分析問題，解決問題的能力，達(dá)到了本次課程設(shè)計(jì)的目的。在調(diào)試電路的過程中也積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作

33、能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，但通過設(shè)計(jì)所學(xué)到的東西將長久存在。相信這次設(shè)計(jì)帶給我們的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)將會(huì)給我們未來的工作和學(xué)習(xí)打下一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。九、參考文獻(xiàn)1、單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書南京工程學(xué)院，2013年2、nkde51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書南京郵電大學(xué)，2011年3、單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51程序設(shè)計(jì)（第2版），謝維成等編著，清華大學(xué)

34、出版社，2009年4、單片機(jī)原理及應(yīng)用（第2版），李建忠，西安電子科技大學(xué)出版社，2008年5、單片機(jī)的c語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第4版），馬忠梅等編著，北京航空航天大學(xué)出版社，2007.1。十、附錄（源程序）#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar num; sbit rw = p11;sbit lcdrs = p12;sbit lcden = p10;sbit sda = p16;sbit beep = p37;sbit change = p14;uint year;uchar s,hour

35、,min,sec,week,mon,day,hour2=9,min2=0,sec2=0;sbit scl=p17;uchar flag=0;uchar flag1=0;uchar code table=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,:,-, ,*; /table1顯示的是星期 table1=mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun;uchar code table1=s,u,n,m,o,n,t,u,e,w,e,d,t,h,u,f,r,i,s,a,t;uchar code table2=jiajia;void delayus(); /延時(shí)微秒void write_add(

36、uchar address,uchar date);void write_com(uchar com);void write_data(uchar date);void test_keyboard1();void test_keyboard2();void lcmclear();/* 延時(shí)模塊*/delay(uint t)uint i,j;for(i=0;it;i+)for(j=0;j120;j+);return i;/* 將指令寫入液晶顯示器模塊*/void write_com(uchar com)rw=0;/讀寫選擇控制端口 rw=0進(jìn)行寫入操作lcdrs=0; p0=com;delay(

37、5);lcden=1; /使能控制端口delay(5);lcden=0;/* 將寫入的指令在液晶顯示器顯示模塊*/void write_data(uchar date)lcdrs=1; /rs=1進(jìn)行讀入操作p0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/* 程序的初始化模塊*/void init()rw=0;lcden=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80+0x10);sda=1;delayus();scl=1;delayus();

38、write_add(0x00,0x00);write_add(0x01,0x00);write_add(0x02,0x00);/秒write_add(0x03,0x59);/分write_add(0x04,0x08);/時(shí)write_add(0x05,0x27); /日write_add(0x06,0x05);/星期write_add(0x07,0x12); /月write_add(0x08,0x13); /年/* 延時(shí)微秒模塊*/ void delayus();/* 程序的開始停止應(yīng)答信號(hào)模塊*/void start() /開始信號(hào)sda=1;delayus();scl=1;delayus(

39、);sda=0;delayus();void stop() /停止sda=0;delayus();scl=1;delayus();sda=1;delayus();void respons() /應(yīng)答uchar i;scl=1;delayus();while(sda=1)&(i250)i+;scl=0;delayus();/* 寫一個(gè)字節(jié)子函數(shù) */void write_byte(uchar date)uchar i,temp;temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp1;scl=0; delayus();sda=cy;delayus();scl=1;delayus();

40、scl=0;delayus();sda=1;delayus();/* 讀一個(gè)字節(jié)函數(shù)子程序*/uchar read_byte()uchar i,k;scl=0;delayus();sda=1;delayus();for(i=0;i8;i+)scl=1;delayus();k=(k1)|sda;scl=0;delayus();return k;/* 往一個(gè)單元里寫內(nèi)容函數(shù)*/void write_add(uchar address,uchar date)start();write_byte(0xa2);respons();write_byte(address);respons();write_b

41、yte(date);respons();stop();/* 讀一個(gè)單元的內(nèi)容*/uchar read_add(uchar address)uchar date;start();write_byte(0xa2);respons();write_byte(address);respons();start();write_byte(0xa3);respons();date=read_byte();stop();return date;/* 將讀出的數(shù)寫入hour與min中*/void read8563()sec=read_add(0x02);min=read_add(0x03);hour=read_

42、add(0x04);day=read_add(0x05);week=read_add(0x06);mon=read_add(0x07);year=read_add(0x08); /* 液晶顯示器滾屏顯示歡迎界面模塊一 zong lao shi nice to meet you*/void display1()if(flag!=0)write_com(0x06);switch(flag)case 1:write_com(0x80+0x40+6);write_com(0x0f);delay(800);break;case 2:write_com(0x80+0x40+3);write_com(0x0

43、f);delay(800);break;case 3:write_com(0x80+0x40+0);write_com(0x0f);delay(800);break;case 4:write_com(0x80+13);write_com(0x0f);delay(800);break;case 5:write_com(0x80+8);write_com(0x0f);delay(800);break;case 6:write_com(0x80+5);write_com(0x0f);delay(800);break;case 7:write_com(0x80+2);write_com(0x0f);d

44、elay(800);break;default:break;write_com(0x80+0x02);write_data(z);write_data(o);write_data(n);write_data(g);delay(1000);lcmclear();write_com(0x80+0x07);write_data(l);write_data(a);write_data(o);delay(1000);lcmclear(); write_com(0x80+0x0b);write_data(s);write_data(h);write_data(i);delay(1000);lcmclear();write_com(0x80+0x40);write_data(n);write_data(i);write_data(c);write_data(e);delay(1000);lcmclear();write_com(0x80+0x45);write_data(t);write_data(o);delay(1000);lcmclear(); write_com(0x80+0x48);write_data(m);write_data(e);write_data(e);write_data(t);delay(1000);lcmclear();write