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文章目录

• 一、设计原理
• • 1.DS1302介绍
  • 2.闹钟音乐播放原理
• 二、程序设计
• • 1.DS1302.h
  • 2.ds1302.c
  • 3.music.h
  • 4.main.c
• 三、电路图
• 四、运行结果
• • 1.proteus仿真
  • 2.开发板实验
• 五、总结
• 六、附件

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、设计原理

1.DS1302介绍

DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.0V～5.5V。该芯片采用普通32.768kHz晶振，DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW，非常适合用于制作电子钟。
DS1302芯片管脚和实例电路如图：


DS1302共8个引脚，其中VCC供电口共有两个，VCC1为主供电口，VCC2为备用供电口，备用电源口可以保证DS1302在主供电断电情况下依然可以正常计时，使用过程中仅使用VCC2备用电源作为供电，可保证完整功能。
DS1302需要与单片机交互的接口为，SCLK、I/O、RST三个，与单片机的数据交换使用I/O接口，为串行通信模式。SCLK为串行时钟输入引脚，保证数据同步传输。RST为复位口。
DS1302命令字和对应的操纵如下图：

DS1302向单片机返回的时间日期数值采用压缩BCD码，即用16进制数表示10进制数，比如返回55秒对应的值为0x55，在数据解算时需要按照16进制规则计算。

2.闹钟音乐播放原理

闹钟音乐使用无源蜂鸣器播放，基本原理为通过单片机向无源蜂鸣器输出不同频率的方波信号，无源蜂鸣器则对应播放出不同音调的声音，即播放出不同的音符。通过连续播放不同音符并控制每个音符播放的时间，可以组合成完整的音乐。
单片机输出不同频率的方波使用定时中断实现，首先将每个音符对应的中断计时时间储储存在单片机中，通过在程序中不断改变中断的时间，可以控制单片机输出方波的频率。以此利用无源蜂鸣器播放出音乐。

二、程序设计

程序共包括4个文件，分别为main.c、DS1302.h、ds1302.c、music.h三个部分。其中main.c为主程序文件，主要包括lcd1602显示相关函数、可调时钟日期函数、闹钟函数；DS1302.h为ds1302.c的声明文件，声明ds1302.c中的相关函数；ds1302.c中定义了单片机与DS1302芯片通信的主要函数文件，主要包括命令输入，数据读取和输入；music.h定义了音乐播发函数，用于闹钟调用。
以下为示例代码，完整代码免费分享，见文末。

1.DS1302.h

#ifndef __DS1302_H
#define __DS1302_H

void Write_Ds1302(unsigned char temp);	      //向DS1302写命令函数
void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat ); //用户输入的时间日期输入DS1302函数
unsigned char Read_Ds1302_Byte( unsigned char address );    //读取DS1302时间日期函数
#endif

2.ds1302.c

代码如下（示例）：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>


//定义引脚
sbit SCK=P2^0;//CLK		
sbit SDA=P2^1;//DIO		
sbit RST = P2^2;//CE												

void Write_Ds1302(unsigned  char temp) 
{
	unsigned char i;
	for (i=0;i<8;i++)     	
	{ 
		SCK=0;			  //开传输
		SDA=temp&0x01;	  //与0x01相与，每次只取temp最后一位发送
		temp>>=1; 		  //temp右移位
		SCK=1;			  //该位传输结束
	}
}   

void Write_Ds1302_Byte( unsigned char address,unsigned char dat )     
{
 	RST=0; _nop_();
 	SCK=0; _nop_();
 	RST=1; _nop_();  
 	Write_Ds1302(address);		//写入对应寄存器输入地址
 	Write_Ds1302(dat);			//向对应寄存器中输入数据
 	RST=0; 
}

unsigned char Read_Ds1302_Byte ( unsigned char address )
{
 	unsigned char i,temp=0x00;
 	RST=0;	_nop_();
 	SCK=0;	_nop_();
 	RST=1;	_nop_();
 	Write_Ds1302(address);		  //写入对应寄存器读取地址
 	for (i=0;i<8;i++) 			  //串口读取
 	{		
		SCK=0;
		temp>>=1;				  //temp右移位
 		if(SDA)	temp|=0x80;	      //如果IO口给高电平，temp最高位置1，相当于保存IO的高电平数据
		                          //如果IO口给低电平，temp不操作，保持0，相当于保存IO的低电平数据
 		SCK=1;
	} 
 	RST=0;	_nop_();
 	SCK=0;	_nop_();
	SCK=1;	_nop_();
	SDA=0;	_nop_();
	SDA=1;	_nop_();
	return (temp);				  //以char类型返回temp的数据
}

3.music.h

#ifndef __music_H
#define __music_H

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>

sbit beep = P2^3;
sbit key1=P1^0;

unsigned char timer0h, timer0l, time;

//设置好高低音对应的频率
code unsigned char high_v[] = {
    0xF8, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC,//低音1234567
    0xFC, 0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE,//中音1234567 
    0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF,//高音1234567
};

code unsigned char low_v[] = {
    0x8C, 0x56, 0x22, 0x64, 0x04, 0x90, 0x0C,//低音1234567
    0x44, 0xAA, 0x08, 0x32, 0x82, 0xC8, 0x06,//中音1234567
    0x22, 0x56, 0x84, 0x9A, 0xC0, 0xE4, 0x02,//高音1234567
};

4.main.c

#include<reg52.h>
#include "ds1302.h"
#include "music.h"

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned char u16;

sbit lcdrs=P2^6;    //定义LCD寄存器选择位。高电平时选择数据位寄存器，低电平时选择指令寄存器
sbit lcdrw=P2^5;	//定义LCD读写信号位。高电平时读操作，低电平时写操作。
sbit lcden=P2^7;	//定义LCD使能端
sbit k1=P1^0;
sbit k2=P1^1;
sbit k3=P1^2;
sbit sound=P2^3;

void ds1302_init();
void ds1302_read();
void diplay();
void delay(unsigned int x);
void delay_ms(unsigned int n);
void control();
void time_alter();
void alarm_alter();
void lcdwritecmd (unsigned char cmd);	       //用来给LCD输入指令
void lcdwritedata(unsigned char dat);		       //用来给LCD输入要显示的数据
void clear();
void lcdinit();
void showstring(unsigned char b[]);
void delay_ms(unsigned int n);
void alarm_sound();

u8 code read_addr[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d}; 
u8 code write_addr[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};
u8 code number[] = "0123456789:. ";
unsigned char code low[10] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09};
unsigned char code high[10] = {0x00,0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70,0x80,0x90};

//01秒02分03时 4日 5月 周6 07年
u8 timer[]={0x00,0x00,0x00,0x04,0x05,0x06,0x07};
//闹钟设置10秒00分00时 音乐2
u8 alarms[]={0x10,0x00,0x00,0x04};
unsigned int choose;

三、电路图

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四、运行结果

1.proteus仿真

Lcd1602正确显示时间日期，测试CONTROL、K1、K2按钮，所有功能正常。proteus中使用发光二极管D1代表实际开发版上发声元件，当闹钟开始时，蜂鸣器播放选择的音乐，lcd1602显示“alarm!!!”字样，按下CONTROL自动结束闹钟，回到正常显示，同时闹钟不消除，下次同一时间继续响应闹钟。
时间日期显示：

响应闹钟：

2.开发板实验

将程序下载到开发版，依照上述电路图正确连线，lcd1602正常显示时间日期，闹钟正常响应，蜂鸣器播放设定的音乐。所有现象与proteus仿真一致。

五、总结

编译过程中，因为在程序中定义了大量的变量，使得变量所需存储空间一度超出了单片机允许的128字节data，查询相关资料后可知，对于那些仅在程序中读取而不需要更改的变量，可以使用code、xdata数据类型，保存在单片机的其他储存空间之中，可以很好地解决变量溢出的问题。

注意：在proteus仿真或者开发板实验的时候，如果遇到按键响应过快的问题（即按下一次按键后，单片机判断按键被按下多次），可以尝试更改代码中按键后的延时时间实现。例如下图画红线位置：

六、附件

1.DS.uvproj（Keil项目文件，以下为项目下包括文件）
main.c
ds1302.h
ds1302.c
music.h
2.clock.pdsprj（proteus仿真项目文件）

下载地址：基于51单片机、DS1302时钟模块的电子闹钟设计.rar