基于 STC89C52 单片机 DS1302 时钟芯片定时开关的设计与仿真

　　摘要：介绍一种以STC89C52单片机、DS1302,1602液晶显示为，具备调节时间，设置开启时间与关闭时间的定时开关的实现过程。采用C语言编写，与汇编语言相比具有更好的移植性和可读性，便于修改和增减功能，并通过Protues成功仿真。

　　0 引言

　　定时开关在人们生活中扮演着重要的角色，给人们的生活带来了很大的方便。早在我国的古代采用滴水方式计时，当水滴到一定量时就引发机关报时。随着电子信息的快速发展，如今的电视机，电风扇等电器产品都附带了定时器，但是电子产品附带的定时器只适用于该用电器，并不能扩展使用到其他用电器上。

　　本文所介绍的定时开关目的在于控制主电源，从而适用于能瞬间断电的一切电子产品，不仅能在规定的时间准时断开同时能在设定的时间内准时开启，给人们日常生活带来了极大的方便，如能通过应用此定时开关在上班期间定时煮饭，手机充电在适当时间将电源断开。

　　该定时器具备以下几个特点：采用C 语言编写程序，与汇编语言相比便于修改和增减功能；所采用的芯片STC89C52 单片机、1602 液晶显示器，DS1302 时钟芯片功耗低、可靠性高；与机械定时器相比不仅消除了噪声，更加准确，且使用寿命要长；采用Protues仿真，方便直观。

　　1 系统设计方案

　　以STC89C52单片机为，通过DS1302 时钟芯片进行时间控制，使用1×4键盘作为数据输入方式，驱动1602显示器提示程序运行过程和开锁的步骤。系统结构如图1所示。

　　

　　2 系统设计

　　2.1 系统硬件组成

　　使用的元器件有：芯片STC89C52、时钟芯DS1302、液晶显示1602、继电器、蜂鸣器、1×4键盘、发光二极管和三极管。

　　2.2 系统软件设计

　　本文采用单片机的C 语言编写程序对整个系统的硬件进行管控，实现了对DS1302的控制，1602的显示，时间管控。其中时间管控包括：系统时间以及开启与关闭时间的设定，系统时间与开启或关闭时间相同时继电器、蜂鸣器和指示灯工作状态的管控。系统程序流程如图2所示。

　　

　　2.2.1 DS1302的控制

　　DS1302 的RST,SCLK 和I/O 分别与单片机的P2.0,P2.1和P2.2相连。单片机与DS1302 进行数据交换时，首先要将RST 变为高电位，也就是单片机P2.0 必须为逻辑1.在RST 保持为高电位时，SCLK 时钟由低电位变为高电位的上升沿时，数据被写入DS1302中，数据从位通过I/O开始写入。在RST保持高电位，SCLK时钟由高电位变为低电位的下降沿时，从DS1302读取数据，数据也是从DS1302的位通过I/O读取。

　　DS1302读取数据子程序：

　　

　　2.2.2 1602的显示

　　通过单片机指令控制1602 光标是否闪烁，是否清除原来数据以及显示的具体位置，并不停地对数据显示进行刷新，从而显示了准确的时间，并为系统提供了智能的人机对话模式。

　　2.2.3 时间的管控

　　当系统启动时，STC89C52单片机立即从DS1302时钟芯片获取时间，并通过键盘和1602 显示器配合完成对当系统时间、启动时间和关闭时间的设定。当系统时间与启动时间相同，从而控制继电器闭合，直到系统时间与关闭时间相同时断开。

　　3 系统仿真

　　本文采用具有强大的EDA 仿真功能的Protues软件进行仿真，仿真图如图3所示。

　　

　　3.1 系统介绍

　　系统仿真图中的STC89C52 为真个系统的控制，将其编写的程序以二进制的形式烧入后，它将按照编写的指令运行。通过P2.0,P2.1 和P2.2 与右上方的DS1302时钟芯片的联系在一起，从而控制DS1302的执行方式。在STC89C52的控制下，1602液晶显示器能显示当前时间，提示用户修改时间；左下方的继电器能在设定的开启时间闭合，在设定的关闭时间断开；中间的蓝色信号灯在继电器闭合是点亮；四个独立键盘在1602 液晶显示器配合下完成系统时间、开启时间和关闭时间的设置；右下方整个模块为系统提示模块，当系统时间与设定的开启或者关闭时间相同时，D1将闪烁3 次同时蜂鸣器响3 声；D2 用于模拟用电器，当继电器闭合时，将会被点亮。

　　3.2 系统时间的设置

　　当电源开启时，1602将显示系统初始化时间，按下FUC键后，时间停止走动并且显示秒的数字将会闪烁，此时可以通过ADD 和SUB 键调节。其中每按下ADD 键数字将加1,每按下SUB 键数字将减1.调节完秒后，再次按下FUC 键，闪烁的光标将转移到分钟位置，同样通过调节ADD 和SUB 键盘调节当前的时间。

　　同样的原理调节小时与日期。当调节星期时候，按下ADD和SUB将按照星期的英文缩写变化显示。调节完星期后在此按下FUN键后，闪烁光标将消除，同时时间开始在调节完毕的基础上开始运行。

　　3.3 开启与关闭时间的设置

　　在1602 显示器正常显示时间的期间，按下CHOOSE 键，液晶显示器显示当前设置的开启时间，如图4所示。按下FUC键后，光标在秒位闪烁，同样通过ADD 和SUB 键进行调节。再次按下CHOOSE 键后，液晶显示器显示当前关闭时间。同样按下FUC 键配合ADD与SUB键调节关闭时间。再次按下CHOOSE键，显示器回到系统时间显示界面。当系统时间与设定的启动时间相同时，继电器闭合，蜂鸣器响3声，D1闪烁3次，信号灯变蓝，同时D2被点亮。直到系统时间与设定的关闭时间相同，蜂鸣器再次响3声，D1闪烁3次，信号灯和D2都熄灭。

　　

　　4 结语

　　该智能定时开关系统采用C 语言编写，以STC89C52和DS1302为，具备时间准确，功耗低，增加功能方便。通过Protues 的仿真，直观展示了系统的运行界面，证明了此设计方案的可行性。