温湿度检测及实时时钟硬件设计(双单片机系统)本科毕业设计.doc

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1、南京工程学院 本科毕业设计（论文）题 目：温湿度检测及实时时钟硬件设计Graduation Design (Thesis)Design And Simulation Of Intelligent Traffic Signal Control SystemBySunHaoSupervised byAssociate Prof. PAN Qing MingDepartment of Automation EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune, 2011毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是

2、我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢

3、利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

4、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（

5、设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2

6、、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日南京工程学院毕业设计说明书（论文）教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对

7、答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）

8、： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要论文设计提出了一种基于双单片机系统AT89C52和AT89C2051的新型温湿度检测及实时时钟。通过对设计方案的比较与论证，选择了适合本设计的时钟模块、温湿度检测模块、键盘及显示模块。其中单片机AT89C52和AT89C2051组成双单片机系统，分别完成显示处理及温湿度采样；实时时钟采用DS12887实现年月日时分秒等时间信息的采集；温湿度检测模块采用技术成熟的SHT11芯片作为对车前、车顶和车内的温度及湿度进行实时检测；非编码键盘对实时时间的修改；LED显示温湿度及实时时间；采用7805 三端稳压集成芯片稳定输出5V直流电压

9、。通过对双单片机最小系统的原理分析，结合论文的设计要求，完成了系统流程图及系统程序的设计。本设计可实现时间显示、时间的修改、车前、车顶和车内温度及湿度显示等功能。关键词：双单片机系统，SHT11，DS12887, LED显示ABSTRACT This thesis presents a two-MCU system based on AT89C2051 and AT89C52 of a new temperature and humidity Measurement and real-time clock. Through the comparison of design and demons

10、tration, select the appropriate modules of the design of the clock, temperature and humidity detection module, keyboard and display module. AT89C2051 microcontroller and which composition of the AT89C52 microcontroller system, the respective processing and display of temperature and humidity samplin

11、g; to achieve real-time clock with year, month, day, hour DS12887 time information such as the collection; temperature and humidity detection module uses chip technology as a mature SHT11 front of the car, the car roof and real-time detection of temperature and humidity; non-coding changes to the ke

12、yboard for real-time time; LED display and real time temperature and humidity; Using 7805 three-terminal regulators chip output DC voltage of 5V. By analysis the minimum system principium of Double MCU, combine the request of this character, I finished the design of system flow chart and system prog

13、ram. This design enables time display, time changes, front, roof and interior temperature and humidity display.Keywords: Double MCU Systems； SHT11； DS12887； LED Display目 录第一章 绪 论11.1 引言11.2研究背景和意义11.3 本文的结构1第二章 系统总体设计方案32.1设计内容32.2方案选择42.2.1 单片机的选择42.2.2 时钟芯片的选择42.2.3温湿度传感器的选择42.2.4显示模块的选择52.2.5键盘模块

14、的选择5第三章 器件及模块的介绍63.1双单片机作为中央处理器，组成最小系统63.2时钟模块的设计及原理113.3温湿度检测的设计及原理153.4 LED数码管显示电路173.5 键盘控制电路的设计213.6 电源电路的设计213.7系统总体硬件设计原理图22第四章 Protel99SE软件简介234.1 Protel99SE软件的介绍234.2 Protel99SE原理图编辑244.3电路板的设计25第五章 硬件调试27第六章 总结286.1论文总结286.2 感想28致 谢29参考文献30附录A：系统总体硬件设计原理图31附录B：系统总体硬件设计PCB版图32附录C：器件清单列表3338南

15、京工程学院毕业设计说明书（论文）第一章 绪 论1.1 引言随着社会的发展，人们对环境中的温度和湿度以及实时时钟的要求越来越高，尤其是在医学、电子电力、航空航天、食品发酵等领域中对温湿度及时间的要求尤其严格，鉴于此设计出一个能够精确、稳定、实时测量出环境中的温湿度的实用型温湿度检测及实时时钟系统显得特别重要。随着科技的进步，检测系统也向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在这个发展过程中，以单片机为核心控制器的温湿度检测系统以体积小、操作简单、性能稳定、测量精度高等诸多优点正逐步进入生产生活的各个方面。因此利用当今先进的科技致力于温湿度检测及实时时钟的研究将能更好的服务于人们的生活及工业的生产。

16、机械式仪器虽然也可以告知人们时间，显示日历以及温湿度，但是由于受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。基于以上种种因素，能够提供结构简单、准确性高、功能强大的原则，进行了本次设计。1.2研究背景和意义随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，人们在忙碌的日常生活中都需要一个稳定舒适的生活环境，人们对时间和环境中的温度及湿度的要求越来越高，尤其在运输、医学、电子电力、航空航天、食品发酵等领域越来越重要。当人们出行时，温度和湿度对人们尤其重要，温度过高时，人们应该注意防晒，特别是儿童和老年人更需要防中暑。而生活中班车要准点，上班要准时，开会要有时间限制，；工业

17、生产中，每一道工序都要有严格的时间限制以及环境中温湿度的要求，这样才能做到井井有条。从古代的圭表、水漏，到后来的机械钟表以及当今的电子钟，都充分显现出了时间的重要。而大气中的温湿度检测，一般是采用各种机械式温湿度计进行人工测量，并定时记录测量结果，这种方法费时费工，十分不便。因此，将温湿度传感器与实时时钟相结合，集成一个系统，对运输、医学、电子电力、航空航天、食品发酵等领域越来越不可缺少。1.3 本文的结构本论文基于双单片机系统AT89C52和AT89C2051的新型温湿度检测及实时时钟。通过对设计方案的比较与论证，选择了适合本设计的时钟模块、温湿度检测模块、键盘及显示模块。全文共分为六章，各

18、章主要内容如下：第一章简单的介绍了课题的研究背景、意义以及应用；第二章规划并给出系统的总体设计方案；第三章详细的介绍了各个硬件模块的硬件设计，给出了硬件设计图；第四章对绘制原理图及PCB板图的软件Protel99SE的使用方法进行了介绍；第五章对器件进行了调试，检测有没有错误，并进行修改；第六章总结了整个课题研究设计工作，并对设计不足之处提出展望，总结了设计的成果和感想。第二章 系统总体设计方案课题为温湿度检测及实时时钟的设计，是通过整合各个功能模块的硬件电路，配以最优化的系统软件来实现的。本章为论文的主要部分，提出了设计的要求，比较和论证了本设计的总体方案和各功能模块的硬件电路设计方案，完成

19、了各模块的硬件电路设计。2.1设计内容2.1.1设计要求根据温湿度检测及实时时钟的设计给出的原始数据，设计硬件电路，主要内容如下：(1) 设计双单片机系统，分别完成温湿度采样及显示处理；(2) 设计车前、车顶、和车内温湿度传感器接口，完成温湿度检测；(3) 设计键盘电路，修改并行时钟的实时时间；(4) 设计并行时钟读取电路，完成时钟的修改及读取；(5) 设计LED显示电路，完成温湿度及实时时间的显示。2.1.2设计框图设计系统总体方案设计框图如图2.1单片机一显示模块实时时钟模块键盘模块单片机二温湿度传感器温湿度传感器温湿度传感器图2.1 系统总体方案设计框图2.2方案选择2.2.1 单片机的

20、选择设计采用的AT89C52单片机是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为本设计提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128

21、bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产。AT89C2051单片机虽然和DSP、ARM相比处理速度和运算上都比较慢，但它的体积小，质量轻，价格便宜，它的速度可以满足本次设计的要求，所以我们采用AT89C2051这款单片机1。2.2.2 时钟芯片的选择方案一：因为题目中只要求显示小时、分钟、秒，因此可以用门电路组合构成时钟发生器，但此方案硬件复杂，稳定性低，且不易控制。方案二：采用带RAM的时钟芯片DS12887。该芯片可以进行时分秒的计数，可记时到2100年前，可编程接口，自带晶体振荡器及锂电池，总线兼容中断，三种可编程中断，时间性中断可产生每

22、秒一次直到每天一次中断，周期性中断 122500ms，时钟更新结束中断。比较两种方案，后者完全能满足题目的要求，而第一种方案，硬件复杂、稳定性低、不易控制，权衡优劣，选择方案二。2.2.3温湿度传感器的选择方案一：采用传统的电阻式温湿度传感器，但一般都要涉及信号调理器电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，并且在重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。方案二：采用SHT11芯片作为温度和湿度的传感器，由于SHT11自带A/D转换，使传感器结构简单，电路连接简单。相比较，方案二完全能满足题目的要求，且准确性较高，重复性和可靠性好，所以采用方案二。2.2.4显示模块的选择方案一

23、：采用LED(发光二极管显示器)显示。数码管具备数字接口，可以很方便地和单片机系统连接；数码管的体积小，重量轻，并且功耗低，是一种理想的显示单片机数据输出内容的期间，在单片机系统中有着重要的作用。方案二：采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。采用液晶显示界面友好清晰，操作方便，显示信息丰富。比较两种方案，由于平时主要学习LED显示，相对于液晶显示技术，对LED显示技术了解更多些，所以采用方案一。2.2.5键盘模块的选择键盘可以分为独立连接式和行列式两类，独立式键盘就是各个按键相互独立，每个按键单独占用一根I/O口线，各个按键工作状态互不影响，这是最简单的键盘结构。行列式按键是为了减少键盘与单

24、片机接口时所占用I/O线的数目。该设计需要校对和修改时间，所以只需要四个键盘，这里采用独立式按键，分别负责移动光标到时分秒、加一、减一、进入调时状态。独立式按键的优点是电路配置灵活，软件结构简单2。第三章 器件及模块的介绍论文设计提出：单片机AT89C52和AT89C2051组成双单片机系统，分别完成显示处理及温湿度采样；实时时钟采用DS12887实现年月日时分秒等时间信息的采集；温湿度检测模块采用技术成熟的SHT11芯片作为对车前、车顶和车内的温度及湿度进行实时检测；非编码键盘对实时时间的修改；LED显示温湿度及实时时间；采用7805 三端稳压集成芯片稳定输出5V直流电压。3.1双单片机作为

25、中央处理器，组成最小系统在某些单片机系统中，单机系统并不能满足要求，系统往往需要两个或者多个单片机协同工作。本节主要介绍单片机间双机通信。3.1.1 双单片机通信概述单片机通信方式通常有并行通信和串行通信。并行通信优点是传送速度快，缺点是占用是数据传输线多，长距离传输成本高。单片机间通信通常采用串行通信方式。本文实现在单片机甲与单片机乙之间传送数据。通信双方约定发送方为甲机，接受方为乙机。首先甲机向乙机发送一联络数据，乙机接收到后响应应答信号，然后接收甲机发送的数据3。3.1.2 单片机间连接的比较单片机间的通信设计是本设计的基础，也是最重的支撑部分。单片机间通信设计方案，通常有以下两种：方案

26、一：单片机间可以通过单片机的串口直接相连的方法实现双机通信，此设计方法需要单片机间的距离很短（1m以内），而且电路连接十分简单。方案二：单片机间可以利用RS-232C接口延长通信距离，此时必须将单片机的TTL电平与RS-232C标准电平进行转换。此电路比较复杂，适合通信距离较远的连接方式。比较两种方案，方案一完全符合本设计的要求，而且硬件电路相对十分简单。而方案二虽然可以进行长距离的连接，但本设计中单片机之间的距离相对很短，权衡优劣，选择方案一。3.1.3 双单片机最小系统电路设计以AT89C52和AT89C2051单片机为中央系统组成最小系统的原理图如图3.1图3.1单片机双机通信接口硬件电

27、路3.1.4 AT89C52和AT89C2051单片机的概述本设计采用的AT89C52单片机是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为本设计提供许多较复杂系统控制应用场合4。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外

28、中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。3.1.5 AT89C52单片机的主要特性： (1) 兼容MCS51指令系统；(2) 8k可反复擦写(1000次）Flash ROM；(3) 32个双向I/O口；(4) 256x8bit内部RAM；(5) 3个16位可编程定时/计数器中断；(6)

29、时钟频率0-24MHz；(7) 2个串行中断；(8) 可编程UART串行通道；(9) 2个外部中断源共8个中断源；(10)5个中断源 ；(11)2个读写中断口线；(12)3级加密位；(13)软件设置睡眠和唤醒功能；(14)低功耗空闲和掉电模式。3.1.6 AT89C52单片机的管脚说明：本设计需要用到AT89C52单片机的大多数管脚，AT89C52单片机的管脚名称及信息说明如下：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻态。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在

30、FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4T门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口在用

31、于外部程序内存或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下：P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(

32、外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部内存时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储

33、器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序内存的选通信号。在由外部程序内存取指令期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序内存(0000H-FFFFH)，不管是否有内部程序内存。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序内存。在FLASH编程期间，此引脚也

34、用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.1.7 AT89C52单片机的振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器，可采用石晶振荡或陶瓷振荡。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2则不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3.1.8复位电路89系列单片机与其他微处理器一样，在开机时都需要复位，以便于中央处理器以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。89

35、系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如RST引脚上有一个高电平并持续2个机器周期（24个振荡周期），则CPU就可以响应并将系统复位。复位是单片机的初始化操作。其主要功能是吧PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或者操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也须按复位键重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。1、电自动复位是在加电瞬间电容通过充电来实现的，其电路如图3.2所示。在通电瞬间，电容通过电阻充电，RST端出现正脉冲，用以复位。只

36、要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。图3.2复位电路2、所谓手动复位，是通过连接一个按钮开关，使单片机进入复位状态。复位电路虽然简单，但其作用非常重要。一个单片机系统能否正常运行，首先要检查是否能复位成功。3.1.9晶振电路单片机是一种时序电路，必须给它提供时钟脉冲信号才能正常工作。系统时钟信号是单片机内部各种操作的时间基准，为各种指令的执行提供时钟节拍。通常单片机可通过内部振荡或外部振荡两种方式得到系统时钟信号。AT89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为AXTL1，输出端为XTAL2，两端接1

37、1.0592MHZ的石英晶体。电容采用30pF的陶瓷电容，可稳定频率并对振荡频率有微调作用，其原理图如图3.3所示。确定的单片机4个周期分别是：（fosc为晶体振荡器的频率）振荡周期=1/fosc；状态周期=2/fosc；机器周期=12/fosc；指令周期=(14)机器周期图3.3 系统时钟电路而AT89C2051的管脚功能与特性，AT89C52都具有，这里不予介绍。3.2时钟模块的设计及原理DS12887是DALLAS公司的实时时钟芯片RTC（Real Time Clock），它功能丰富，应用广泛，PC机内的时钟信号就是由D512887提供的。DS12887内部自带晶体振荡器及锂电池，可计算

38、到2100年前的秒、分、小时、星期、日、月、年七种日历信息并带闰年补偿，断电后能运行10年之久不丢失数据。可选用夏令时，具有24小时或12小时两种制式。它在工业控制及仪器仪表中有广泛用途。DS12887上电时，当Vcc高于4.25V 200mS后，芯片可以被外部程序操作。当Vcc低于4.25V时，芯片处于写保护状态（所有的输入均无效），同时所有输出呈高阻状态。当Vcc低于3V时，芯片将自动把供电方式切换为由内部电池供电8。3.2.1 DS12887 结构和特点 为了更好的了解这款时钟芯片，并应用到设计中去，简要介绍DS12887时钟芯片的主要技术特点，如下：（1）内含一个锂电池,断电后运行十年

39、以上不丢失数据。（2）计秒,分,时,天,星期,日,月,年,并有闰年补尝功能。（3）二进制数码或BCD码表示时间,日历和定闹。（4）12小时或24小时制,12小时时钟模式带有PM和AM指示,有夏令时功能。（5）Motorola和Intel总线时序选择。（6）有128个字节RAM单元与软件接口,其中14个字节作为时钟和控制寄存器,114字节为通用RAM,所有RAM单元数据都具有掉电保护功能。（7）可编程方波信号输出。（8）中断信号输出（IRQ）和总线兼容,定闹中断,周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽,也可分别进行测试。3.2.2 DS12887的管脚说明AD0AD7为地址/数据复用总

40、线。NC为空脚。MOT为总线模式选择（MOTOROLA/INTEL），当此脚接到Vcc时，选用的是MOTOROLA总线时序，当它接地或不接时，选用的是INTEL总线时序。CS为片选端。AS为地址锁存允许端。R/W在INTEL总线下作为写。DS在INTEL总线下作为读。RESET为复位端，复位端对时钟、日历、RAM无效，系统上电时复位端要保持低电平200mS以上DS12887才可以正常工作。IRQ为中断请求输出端。SQW为方波输出端，当Vcc低于4.25V时没有作用。Vcc为+5V电源。GND为接地端。GND、VCC：直流电源，其中VCC接+5V输入，GND接地，当VCC输入为+5V时，用户可以

41、访问DS12887内RAM中的数据，并可对其进行读、写操作；当VCC的输入小于+4.25V时，禁止用户对内部RAM进行读、写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；当VCC的输入小于+3V时，DS12887会自动将电源发换到内部自带的锂电池上，以保证内部的电路能够正常工作。MOT：模式选择脚，DA12887有两种工作模式，即Motorola模式和Intel模式，当MOT接VCC时，选用的工作模式是Motorola模式，当MOT接GND时，选用的是Intel模式。本文主要讨论Intel模式。SQW：方波输出脚，当供电电压VCC大于+4.25V时，SQW脚可进行方波输出，此时用户可以通过对控制

42、寄存器编程来得到13种方波信号的输出。AD0AD7：复用地址数据总线，该总线采用时分复用技术，在总线周期的前半部分，出现在AD0AD7上的是地址信息，可用以选通DS12887内的RAM，总线周期的后半部分出现在AD0AD7上的数据信息。AS：地址选通输入脚，在进行读写操作时，AS的上升沿将AD0AD7上出现的地址信息锁存到DS12887上，而下一个下降沿清除AD0AD7上的地址信息，不论是否有效，DS12887都将执行该操作。DS/RD：数据选择或读输入脚，该引脚有两种工作模式，当MOT接VCC时，选用Motorola工作模式，在这种工作模式中，每个总线周期的后一部分的DS为高电平，被称为资料

43、选通。在读操作中，DS的上升沿，使DS12887将内部数据送往总线AD0AD7上，以供外部读取。在写操作中，DS的下降沿将使总线AD0AD7上的数据，锁存在DS12887中；当MOT接GND时，选用Intel工作模式，在该模式中，该引脚是读允许输入脚，即Read Enable。R/W：读/写输入端，该管脚也有2种工作模式，当MOT接VCC时，R/W工作在Motorola模式。此时，该引脚的作用是区分进行的是读操作还是写操作，当R/W为高电平时为读操作，R/W为低电平时为写操作；当MOT接GND时，该管脚工作在Intel模式，此时该引脚作为写允许输入，即Write Enable。CS：片选输入，低电平有效。IRQ：中断请求输入，低电平有效，该引脚有效对DS12887内的时钟、日历和RAM中的内容没有任何影响，仅对内部的控制寄存器有影响，在典型的应用中，RESET可以直接与VCC连接，这样可以保证DS12887在掉电时，