学习使用 8051 和 DS1307 RTC 模块构建实时时钟

将 RTC 模块 (DS1307) 与 8051 微控制器连接

我们来了解如何将 RTC（实时时钟）模块连接到 8051 微控制器。市场上有不同种类的 RTC 模块。我们使用 DS1307 IC、LCD 模块和 AT89S52附带的最常见的 RTC 模块。AT89S52 是 Atmel 制造的典8051 微控制器。将 RTC 模块连接到 8051 微控制器非常简单。只需要在 RTC 模块和 8051 之间建立 2 个连接。

 

实时时钟模块基本上是一个时间跟踪设备，它提供当前时间和日期。DS3231 IC 附带的 RTC 模块可以设置警报。

DS1307 RTC 模块注意事项

这里我们使用 I2C 协议（双线协议）带有时钟芯片 DS1307 的 RTC 模块。该模块提供诸如秒、分钟、小时、星期几、月份日期、月份和年份等详细信息，包括闰年校正。它可以以 12 小时或 24 小时格式运行。该模块的电流消耗为纳安级。即使是 3V 电池也可以为其供电 10 年，保持时钟准确，无需任何外部电源。

DS1307 有一个 64 字节的存储区，前 8 个字节保留为 RTC 寄存器区，其余 56 个字节分配为通用 RAM。有关当前、日期和时间的详细信息以二进制编码十进制 (BCD) 的形式存储在其寄存器区域中。该模块使用称为 I2C 的串行通信协议与微控制器通信。I2C 总线物理上由 2 条有源线组成。称为SDA和SCL的电线都是双向的。SDA 是串行数据线，SCL 是串行时钟线。连接到总线的每个设备都有自己唯一的设备地址，无论是 MCU 还是 RTC 模块。这些芯片中的每一个都可以用作接收器或发射器，具体取决于功能。

DS1307 将在通信网络中充当从机，控制器只能通过启动起始条件和设备地址来访问从机。我们需要发送寄存器号才能访问里面的值。8051 的接口是简单的 I2C，SDA 和 SCL 引脚连接到 8051 的任意两个引脚。在软件方面，我们使用名为“I2C”的用户定义库进行 I2C 通信。该库允许与 I2C / TWI 设备进行通信。

让我们来看看电路图。所以下面给出了将RTC模块连接到8051的电路图。

电路图 - RTC 与 8051 的接口

 

程序/代码说明

使用 8051 的 RTC（实时时钟）程序是用嵌入式 C 编写的（使用 Keil 编译器）。

我们首先在程序中包含“ LCD8bit ”库。它是一个用户定义的库，用于在 8 位模式下将微控制器与 LCD 模块连接。在这个库中，我们包含了一些用于初始化 LCD、发送命令和发送要显示的数据的函数。

连接到 LCD 数据管脚的端口和连接到命令管脚的管脚可以在库本身中配置。在这里，我们为数据引脚定义了 port0，为命令引脚定义了 P3.5、P3.6 和 P3.7。

这里使用的另一个用户定义库是“ delay ”，它由名为“ Delay_ms() ”和“ Delay_us() ”的函数组成。Delay_ms(1000) 将暂停程序 1000 毫秒（即一秒），当我们需要暂停程序几微秒时使用 Delay_us(_) 函数。

在这个项目中，我们主要关注RTC 模块接口。如前所述，此处使用名为“ I2C ”的库进行 I2C 通信。I2CStart  ()  函数将启动通信。  I2CSend()是用于发送数据的函数，I2Cread()是用于读取寄存器的函数。

在主程序中定义了两个名为“ readAllReg() ”和“ readSecReg() ”的函数，用于从 RTC 模块中读取时间详细信息。前者用于读取所有寄存器，后者用于单独读取“第二个”寄存器。

在 DS1307 中，字节存储为二进制编码的十进制。因此，在将值写入寄存器之前，我们需要将其转换为 BCD（Binary Coded Decimals）。同样，从寄存器区域读取值后，应将其转换为十进制。Dec_To_BCD()是用于此的函数。

在从 RTC 模块读取值之前，我们必须立即设置时间和日期。用于此的函数是setTime()函数。我们应该将实际时间细节作为参数传递。实际格式类似于setTime(sec,min,hour,dow,dom,month,year); .

在我们的项目中，我们在 24 小时模式下使用 DS1307，然后我们在软件端将其转换为 12 小时模式。因此，通过setTime()函数传递参数时，时间详细信息应为 24 小时模式。

注意：-一次上传程序后，您应该通过注释setTime()函数重新上传代码。否则，每次重置微控制器时， setTime()函数都会破坏当前时间。

 

 名为displayTime()的函数用于在 LCD 中显示时间和日期。在函数内部，它将每隔一秒调用一次“readSecreg()”。并且“readAllReg()”函数将每分钟调用一次。一个名为“ a[7] ”的数组在程序开始时全局声明。“readSecReg()”和“readAllReg()”函数将分别每隔一秒和一分钟定期更新这个数组元素。

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