嵌入式系统课程设计报告
多功能实时时钟
姓名：余晓辉叶俊鸿陈良文
班级：07电信4班
学号：200730580433
200730580431
200730580402
指导老师：殷建军孙道宗李震
日期：2010.12.20——2009.12.31
华南农业大学工程学院
摘要
一般电子系统都会提供实时时钟给不同功能使用，例如系统的时间、日期和定时工作的启动，定期唤醒系统执行任务。已有许多系统解决方案将实时时钟和完整的“独立”功能整合至微控制器，将微控制器整合的许多好处付诸实现。本文将讨论传统实时时钟与微控器的结合如何发挥更大的效果。实时时钟（RTC）由于有了嵌入式的技术支持，已经大量生产，并且广泛地应用于电子信息行业。实时时钟最基本是可以实现时间和日期等同步，此外，实时时钟还提供了很多比如看门狗等功能。所以，选择RTC芯片除了需要考虑其时间和日期跟踪功能外，还要针对相应的应用来对RTC的功能、成本、功耗、尺寸等进行综合的考虑。本文就介绍了利用S3C2410 ARM9芯片来设计实时时钟，实现方便控制，精确定时，还有定时闹钟功能。
关键词ARM RTC S3C2410实时时钟IIC
目录
1 课程设计要求 (1)
1.1 多功能实时时钟 (1)
2 方案选择说明 (2)
2.1 基于S3C2410的ARM9实现实时时钟 (2)
3 硬件平台 (3)
3.1 实物图 (3)
3.2 主要设备介绍 (4)
4 设计基本原理 (5)
4.1 IIC总线 (5)
4.2 IIC接口 (6)
4.3 实时时钟（RTC） (8)
4.4发光二极管 (9)
5 功能及说明 (10)
5.1 设计功能 (10)
5.2 设计思路 (10)
5.3 程序流程图 (11)
5.4 其他说明 (12)
6 调试与分析 (13)
6.1 调试 (13)
6.2 分析与技巧 (15)
7 讨论及进一步研究建议 (16)
8 主程序代码 (17)
9 课程设计心得 (20)
Abstract (21)
参考文献 (22)
1 课程设计要求
1.1多功能实时时钟
结合实时时钟，IIC（控制小键盘和数码管等）来做具备定期功能的实时时钟。能完成以下功能：
（1）能显示每秒的时刻
（2）按下功能键能切换显示日期
（3）能设置定时闹钟，定时到产生某种输出
（4）通过外部中断来停止闹钟功能
（5）其他功能的扩展
图1 嵌入式系统组成
1
2方案选择说明
2.1基于S3C2410的ARM9实现实时时钟
在一个嵌入式系统中，实时时钟单元可以提供可靠的时钟，包括时分秒和年月日；即使在系统处于关机状态下，它也能正常工作（通常采用后备电池供电），它的外围也不需要太多的辅助电路，典型的就是只需要一个高精度的晶振。
本课程设计利用S3C2410嵌入式开发板实现实时时钟的功能，实时时钟的框图如图2。
图2 实时时钟系统框图
S3C2410实时时钟特点：
（1）时钟数据采用BCD编码；
（2）能够对闰年的年月日进行自动处理；
（3）具有告警功能，当系统处于关机状态时，能产生告警中断；
（4）无2000年问题；
（5）具有独立的电源输入；
（6）提供毫秒级时钟中断，该中断可用作嵌入式操作系统的内核时钟。
2
3 硬件平台
3.1 实物图
本次课程设计采用基于ARM9内核的开发平台ARM9-2410EP，实物图见图3。
图3 ARM9-2410EP实物图
图4 ARM9-2410EP实物说明图
3
4
3.2 主要设备介绍
a. S3C2410
S3C2410处理器是SAMSUNG 公司基于ARM 公司的ARM920T 处理器核，采用0.18um 制造工艺的32位微控制器。本次设计主要使用芯片内部RTC ，SPI ，IIC 及Uart0等。
图5 S3C2410X 芯片结构图
b. ZLG7290
ZLG7290是IIC 接口键盘及LED 驱动器。提供键盘中断信号，方便与处理器接口。可驱动8位共阴数码管或64只独立LED 和64个按键。
本次设计还要用到八位共阴数码管，4*4键盘等设备，四只发光二极管，其它没用到的外设就不作一一介绍了。
4 设计基本原理
4.1 IIC总线
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。IIC总线产生于在80年代最初为音频和视频设备开发如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。
IIC总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8 bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。
图6 超始和停止信号图
IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
5
