基于单片机和DS1302的简易时钟设计

孙倩

摘要：设计一个简易时钟电路，系统由单片机最小系统、时钟模块、液晶显示模块、掉电记忆模块、按键模块构成。系统在时钟实时显示的基础上，通过按键控制，可实现对当前时间的修改，年、月、日切換等，切断系统电源时，当前时间信息可掉电保存。系统控制简单、成本低廉，具有良好的推广价值。

关键词：DS1302时钟芯片；单片机；掉电记忆功能；时钟系统

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0206-01

1 前言

实时时钟广泛应用于人们的生活中，本文采用集成的时钟芯片DS1302完成简易时钟的设计，电路结构简单，通过单片机的控制，便能产生精确的时间信息。设计中，电可擦可编程只读存储器（EEPROM）的引入，由单片机控制，实时记录当时时间信息，掉电时防止时间信息丢失。

2 系统设计方案

系统采用STC89C52单片机作为主控芯片，控制系统的整体运行。时钟电路模块由DS1302时钟芯片及其外围电路组成。显示功能由LCD1602控制，用于时间的实时显示。按键输入功能，便于时间的矫正与修改。由于系统掉电时，当前的时间数据也会随之消失，因此，系统添加EEPROM，扩展掉电时间信息的保护功能。

3 硬件设计

系统由单片机最小系统调动各模块的功能操作。DS1302时钟芯片可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，工作电压为2.5-5.5V，兼容单片机电压，芯片采用三线SPI接口与单片机进行同步通信。芯片外接32.768kHz晶振。时钟电路设计如图1所示。

单片机与EEPROM建立I2C通信，用于时间数据的实时读写操作。单片机P3.4-P3.7连接按键输入模块，用于外部触发单片机对时钟芯片DS1302数据的修改操作。单片机的P0-P7作为与液晶1602数据交互的并行接口。

4 软件设计

软件设计流程如图2所示，系统上电后，单片机初始化液晶设置，完成对DS1302时钟芯片的配置，设定时间初值，然后读取芯片内的时间信息。时间信息一方面储存在EEPROM芯片，由单片机对EEPROM进行写操作，实时录入当时时间信息，另一方面用于液晶LCD1602显示时间信息。当外界掉电时，我们希望记录掉电的时间值，因此，再次上电时，单片机通过读EEPROM的读操作获取掉电时刻的时间。此外，我们可通过外部按键输入的方式，完成对时间信息的调整。

5 结语

本文介绍了一种简易的时钟设计方案，使用的STC89C52单片机控制DS1302时钟芯片，实现时钟的实时显示，并且引入EEPROM存储器用于扩展掉电时间记录功能，时间信息还可由外接按键控制更改。系统设计人机交互良好、控制灵活、成本低廉，为人们的生活提供了便捷。

参考文献

[1]程雯，戎蒙恬，李萍.用于实时时钟的32.768kHz晶振电路分析与设计[J].信息技术，2009，33（1）：15-17.

[2]张桦，傅丰林.基于ARM的嵌入式系统中DS1337实时时钟接口电路及Linux驱动程序设计[J].电子元器件应用， 2006（11）：9-12.

[3]孟庆涛，李良，陈志瑞，等.实时时钟电路的单片机仿真设计[J].仪表技术，2014（10）：24-26.

[4]郭来功.基于FPGA的串行实时时钟的电路设计[J].矿业科学技术，2006（1）：19-22.

[5]管晓春，魏捷，沈昱明.基于IC总线的实时时钟接口电路及程序设计[C]//制造业自动化与信息化学术会议，2003.