河南机电高等专科学校。
课程设计报告书。
课程名称： 单片机原理及应用。
课题名称： 电子时钟。
专业： 机电一体化。
班级。学号： 0502124 31
姓名。成绩。
年月日。设计任务书。
一、设计任务。
设计一个电子时钟实现时分秒的计时并有日历的功能，日历以年月日计，可实现闰年修正，最长到2099年，且可以修改重设日期时间。
二、设计方案及工作原理
x1226具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。
可用软件设置1hz、4096hz或32768hz中任意一个频率输出。
我们用89c51单片机与x1226的接口方法，由于89c51单片机没有标准的i2c接口，只能用软件进行模拟。
x1226内含实时时钟寄存器(rtc)、状态寄存器(sr)、控制寄存器(control)、报警寄存器(alarm0、alarm1)和客户存储数据的存储器，由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性sram结构。其他寄存器均为eeprom结构，写操作次数通常在10万次以上。x1226初始化程序框图如图2所示，子程序ys4的作用是延时4μs。
写操作。x1226初始化之后，单片机对x1226进行开始条件的设置，在写ccr或eeprom之前，主机必须先向状态寄存器写02h，确认应答信号，确认后写入06h，再确认应答信号。确认后启动了写操作，首先发送高位地址，然后发送低位地址。
x1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。在两个地址字节都收到之后，x1226等待8位数据。在收到8位数据之后，x1226再产生一个应答，然后单片机产生一个停止条件来终止传送。
x1226具有连续写入的功能，每收到1字节后，响应一个应答，其内部将地址加一。当计数器达到该页的末尾时，就自动返回到该页的首地址。这意味着单片机可从某一页的任何位置开始向存储器阵列连续写入64字节，或向ccr连续写入8字节的数据。
读操作。在上电时，16位地址的默认值为0000h。x1226初始化操作之后，单片机对x1226进行开始条件的设置，在写ccr或eeprom之前，主机必须先向状态寄存器写02h，确认应答信号，确认后写入06h，再确认应答信号。
确认后启动了写操作，首先发送高位地址，然后发送低位地址。x1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。单片机发送另一个开始条件，将r/w位设置为1，接着接受8位数据。
单片机终止读操作时，无需等待x1226的应答信号，单片机即可设置停止条件。
振荡器频率**补偿调节。
x1226集成了振荡器补偿电路，用户可通过软件**对振荡器频率进行微调，这种微调通常针对两种情况。一种情况是在25℃常温下，对振荡器因器件初始精度带来的频率偏差进行补偿；第二种情况是对因温度引起的频率漂移进行补偿。x1226内部设有数字微调寄存器(dtr)和模拟微调寄存器(atr)，两个寄存器均为非易失性寄存器。
数字微调寄存器具有3位数字微调位，调节范围为-30～+30×10-6。模拟微调寄存器具有6个模拟微调位，调节范围为-37～+116×10-6。
对于因外界环境温度变化引起的温漂补偿，要依据晶体的温度系数，在存储器中建立补偿参数表，不同厂家晶体的温度系数是不一样的，应根据产品数据手册进行选择。
为了能够对温漂进行补偿，要求系统中设置一个温度传感器，并尽量让它靠近x1226，这样可以真实地反映振荡器的温度，原理图如图3所示。单片机首先通过系统温度传感器获取环境温度，并在补偿参数表中获取对应的补偿值，然后将补偿数据填写到相应的微调寄存器中，就能实现温漂补偿的目的。
图0由于x1226具有精密的振荡器补偿功能，因此非常适合于环境温度变化较大的应用场合，同时也降低了对晶体性能参数的要求。
目录。第一章系统设计要求和解决方案。
第二章硬件实现。
第三章软件实现。
第四章实现的功能。
第五章缺点及可能的解决方法。
第六章心得体会。
附录一参考文献。
附录二硬件原理图。
附录三程序流程图。
第一章系统设计要求和解决方案。
要求：具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。拥有强大的双报警功能，能够被设置到任何时钟/日历值上，精确度可到1秒。
可用x1226和软件设置1hz、4096hz或32768hz中任意一个频率输出。
第二章硬件实现。
x1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口，接口方式为串行的i2c接口。其中数据总线sda是一个双向引脚，用于输入或输出数据。其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.
7～10kω的上拉电阻。我们用89c51单片机与x1226的接口方法，由于89c51单片机没有标准的i2c接口，只能用软件进行模拟。
为了更直观地看到时间的变化，采用8位led数码管显示年、月、日或时、分、秒，用ps7219a驱动led数码管，数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色led数码管。由于ps7219a器件内含imp810单片机监控器件，复位输出高电平有效，因此在使用51系统时，无须添加监控器件，使用ps7219a的复位输出给51单片机复位即可，监控电压为4.
63v。硬件设计原理图如图1所示。
在硬件通电调试过程中，不能用手去触摸x1226的晶体振荡器，否则可能会导致振荡器停振，恢复振荡器起振的方法是关闭电源(包括备份电源)后重新上电。另外需要说明的是，测量振荡器时，不要用示波器的探头去测量x2的振荡输出，应该用探头测量phz/irq的振荡输出，以确定是否起振和振荡频率是否准确，测量时建议在该脚加一个5.1kω的上拉电阻。
第三章软件实现。
x1226内含实时时钟寄存器(rtc)、状态寄存器(sr)、控制寄存器(control)、报警寄存器(alarm0、alarm1)和客户存储数据的存储器。由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性sram结构。其他寄存器均为eeprom结构，写操作次数通常在10万次以上。
x1226初始化程序框图如图2所示，子程序ys4的作用是延时4μs。
● 写操作。
写入x1226数据子程序：
● 读操作。
读出x1226数据子程序：
at89c2051时钟程序。
定时器t0、t1溢出周期为50ms，t0为秒计数用， t1为调整时闪烁用， p3.7为调整按钮，p1口为字符输出口，采用共阳显示管。
中断入口程序。
org 0000h ;程序执行开始地址。
ljmp start ;跳到标号start执行。
org 0003h ;外中断0中断程序入口。
reti ;外中断0中断返回。
org 000bh ;定时器t0中断程序入口。
ljmp intt0 ;跳至intto执行。
org 0013h ;外中断1中断程序入口。
reti ;外中断1中断返回。
org 001bh ;定时器t1中断程序入口。
ljmp intt1 ;跳至intt1执行。
org 0023h ;串行中断程序入口地址。
reti ;串行中断程序返回。
主程序。start: mov r0,#70h ;清70h-7ah共11个内存单元。
mov r7,#0bh ;
cleardisp: mov @r0,#00h ;
inc r0 ;
djnz r7,cleardisp ;
mov 20h,#00h ;清20h（标志用）
mov 7ah,#0ah ;放入"熄灭符"数据。
mov tmod,#11h ;设t0、t1为16位定时器。
mov tl0,#0b0h ;50ms定时初值（t0计时用）
mov th0,#3ch ;50ms定时初值。
mov tl1,#0b0h ;50ms定时初值（t1闪烁定时用）
mov th1,#3ch ;50ms定时初值。
setb ea ;总中断开放。
setb et0 ;允许t0中断。
setb tr0 ;开启t0定时器。
mov r4,#14h ;1秒定时用初值（50ms×20）
start1: lcall display ;调用显示子程序。
jnb p3.7,setmm1 ;p3.7口为0时转时间调整程序。
sjmp start1 ;p3.7口为1时跳回start1
setmm1: ljmp setmm ;转到时间调整程序setmm
1秒计时程序。
t0中断服务程序。
intt0: push acc ;累加器入栈保护。
push psw ;状态字入栈保护。
clr et0 ;关t0中断允许。
clr tr0 ;关闭定时器t0
mov a,#0b7h ;中断响应时间同步修正。
add a,tl0 ;低8位初值修正。
mov tl0,a ;重装初值（低8位修正值）
mov a,#3ch ;高8位初值修正。
addc a,th0 ;
mov th0,a ;重装初值（高8位修正值）
setb tr0 ;开启定时器t0
djnz r4, outt0 ;20次中断未到中断退出。
addss: mov r4,#14h ;20次中断到（1秒）重赋初值。
mov r0,#71h ;指向秒计时单元（71h-72h）
acall add1 ;调用加1程序（加1秒操作）
mov a,r3 ;秒数据放入a（r3为2位十进制数组合）
clr c ;清进位标志。
cjne a,#60h,addmm ;
addmm: jc outt0 ;小于60秒时中断退出。
acall clr0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0
mov r0,#77h ;指向分计时单元（76h-77h）
acall add1 ;分计时单元加1分钟。
mov a,r3 ;分数据放入a
clr c ;清进位标志。
cjne a,#60h,addhh ;
addhh: jc outt0 ;小于60分时中断退出。
acall clr0 ;大于或等于60分时分计时单元清0
mov r0,#79h ;指向小时计时单元（78h-79h）
acall add1 ;小时计时单元加1小时。
mov a,r3 ;时数据放入a
clr c ;清进位标志。
cjne a,#24h,hour ;
hour: jc outt0 ;小于24小时中断退出。
acall clr0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0
outt0: mov 72h,76h ;中断退出时将分、时计时单元数据移。
mov 73h,77h ;入对应显示单元。
mov 74h,78h ;
mov 75h,79h ;
pop psw ;恢复状态字（出栈）
pop acc ;恢复累加器。
setb et0 ;开放t0中断。
reti ;中断返回。
闪动调时程序。
t1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示。
intt1: push acc ;中断现场保护。
push psw ;
mov tl1, #0b0h ;装定时器t1定时初值。
mov th1, #3ch ;
djnz r2,intt1out ;0.3秒未到退出中断（50ms中断6次）
mov r2,#06h ;重装0.3秒定时用初值。
cpl 02h ;0.3秒定时到对闪烁标志取反。
jb 02h,flash1 ;02h位为1时显示单元"熄灭"
mov 72h,76h ;02h位为0时正常显示。
mov 73h,77h ;
mov 74h,78h ;
mov 75h,79h ;
intt1out:
pop psw ;恢复现场。
pop acc ;
reti ;中断退出。
flash1: jb 01h,flash2 ;01h位为1时，转小时熄灭控制。
mov 72h,7ah ;01h位为0时，"熄灭符"数据放入分。
mov 73h,7ah ;显示单元（72h-73h），将不显示分数据。
mov 74h,78h ;
mov 75h,79h ;
ajmp intt1out ;转中断退出。
flash2: mov 72h,76h ;01h位为1时，"熄灭符"数据放入小时。
mov 73h,77h ;显示单元（74h-75h），小时数据将不显示。
mov 74h,7ah ;
mov 75h,7ah ;
ajmp intt1out ;转中断退出。
加1子程序。
add1: mov a,@r0 ;取当前计时单元数据到a
dec r0 ;指向前一地址。
swap a ;a中数据高四位与低四位交换。
orl a,@r0 ;前一地址中数据放入a中低四位。
add a,#01h ;a加1操作。
da a ;十进制调整。
mov r3,a ;移入r3寄存器。
anl a,#0fh ;高四位变0
mov @r0,a ;放回前一地址单元。
mov a,r3 ;取回r3中暂存数据。
inc r0 ;指向当前地址单元。
swap a ;a中数据高四位与低四位交换。
anl a,#0fh ;高四位变0
mov @r0,a ;数据放入当削地址单元中。
ret ;子程序返回。
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