基于SPI的实时时钟系统设计

SPI时钟模式的配置【SPI基础知识简介】设备与设备之间通过某种硬件接口通讯，目前存在很多种接口，SPI接口是其中的一种。

SPI中分Master主设备和Slave从设备，数据发送都是由Master控制。

—个master可以接一个或多个slave o常见用法是一个Master接一个slave,只需要4根线：SCLK : Serial Clock,（串行）时钟MISO : Master In Slave Out,主设备输入，从设备输出MOSI : Master Out Slave In,主设备输出，从设备输入SS: Slave Select,选中从设备，片选SPI由于接口相对简单（只需要4根线），用途算是比较广泛，主要应用在EEPROM, FLASH,实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

即一个SPI的Master通过SPI与一个从设备，即上述的那些Flash, ADC等，进行通讯。

而主从设备之间通过SPI进行通讯，首先要保证两者之间时钟SCLK要一致，互相要商量好了，要匹配，否则，就没法正常通讯了，即保证时序上的一致才可正常讯。

而这里的SPI中的时钟和相位，指的就是SCLk时钟的特性，即保证主从设备两者的时钟的特性一致了，以保证两者可以正常实现SPI通讯。

【SPI相关的缩写或说法】先简单说一下，关于SPI中一些常见的说法：SPI的极性Polarity和相位Phase,最常见的写法是CPOL和CPHA,不过也有—些其他写法，简单总结如下：(1)CKPOL (Clock Polarity) = CPOL = POL = Polarity =(时钟)极性(2)CKPHA (Clock Phase) = CPHA = PHA = Phase =(时钟)相位(3)SCK二SCLK二SPI 的时钟⑷Edge=边沿，即时钟电平变化的时刻，即上升沿(rising edge)或者下降沿(falling edge)对于一个时钟周期内，有两个edge,分别称为：Leading edge=前一个边沿二第一个边沿，对于开始电压是1,那么就是1变成0 的时候，对于开始电压是0,那么就是0变成1的时候；Trailing edge二后一个边沿二第二个边沿，对于开始电压是1,那么就是0变成1 的时候(即在第一次1变成0之后，才可能有后面的0变成1),对于开始电压是0,那么就是1变成0的时候；本文采用如下用法•极性二CPOL相位=CPHASCLK二时钟第一个边沿和第二个边沿[SPI的相位和极性】CPOL和CPHA,分别都可以是0或时1,对应的四种组合就是：Mode 0 CPOL=0, CPHA=OMode 1 CPOL=0, CPHA=1Mode 2 CPOL=1, CPHA=OMode 3 CPOL=1, CPHA=1[CPOL极性】先说什么是SCLK时钟的空闲时刻，其就是当SCLK在数发送8个bit比特数据之前和之后的状态，于此对应的，SCLK在发送数据的时候，就是正常的工作的时候，有效active的时刻了。

电子实时时钟设计EDA电子综合设计电子实时时钟是一种能够提供准确时间的电子设备，它通常结合了晶体振荡器、计时电路、显示模块等组件，能够显示当前的时间，并能够随着时间的流逝进行自动更新。

在设计电子实时时钟时，我们需要考虑一系列的因素，如时钟精度、实时更新、显示方式等。

接下来，我将从电路设计、逻辑设计和综合设计等方面详细介绍电子实时时钟的设计。

首先是电路设计。

电路设计主要包括晶体振荡器电路、计时电路和显示电路。

晶体振荡器电路是提供基准时间信号的重要组成部分。

在电路设计时，可以选择适当的晶体频率和电容参数，以确保振荡器能够提供稳定的时钟信号。

计时电路通常使用集成电路来实现，这些集成电路包含了时钟分频器、计数器等功能，能够准确计时。

显示电路可以选择液晶显示、LED显示等不同的显示方式，根据实际需要进行设计。

其次是逻辑设计。

逻辑设计是指设计时钟计数器、更新时间等逻辑功能的过程。

时钟计数器是实时时钟的核心部件，它需要根据输入的时间信号进行递增，并在达到一定数值时进行进位。

换言之，逻辑设计需要根据实际的计时需求，设计适当的逻辑电路，以实现时钟的准确计时和自动更新功能。

最后是综合设计。

综合设计是指将电路图转化为实际的电子元件和电路连接的过程。

在综合设计中，需要考虑元件的选型、布线、电源管理等因素。

选型时可以根据实际需求选择性能合适的电子元件，并进行适当的布局和布线，确保电路的可靠性和稳定性。

同时，还需要考虑电源管理的问题，如选择合适的电源电压和电流稳定器，确保电路正常工作。

总结来说，电子实时时钟的设计是一个综合性的过程，需要考虑电路设计、逻辑设计和综合设计等多个方面。

设计者需要根据实际需求，合理选择电子元件和设计方法，并进行综合设计，以实现电子实时时钟的功能。

通过合理的设计和优化，可以得到一个精度高、稳定性好的电子实时时钟。

基于AT90S8535单片机的电子万年历挂钟系统设计肖春花【摘要】设计中选用高性能低功耗的AVR架构单片机AT90S8535作为系统的控制核心,并采用高集成度的实时时钟芯片SD2303和DS1722温度传感器来处理时间和温度检测任务,能实现实时时间和温度的检测和显示.AT90S8535单片机带有SPI接口,能非常便利地实现和DS1722的通信.在设置闹铃时,程序会对所设置时间的合理性进行检测,任何不合理的时间设置将关闭闹铃功能.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2012(000)013【总页数】3页(P104-106)【关键词】电子万年历;DS1722温度传感器;AT90S8535单片机;实时时钟芯片SD2303【作者】肖春花【作者单位】广东省工商高级技工学校【正文语种】中文电子万年历在家庭居室、学校、车站和广场的使用越来越广泛，给人们的生活、学习、工作带来了极大的方便。

电子万年历具有信息量大、直观清晰、经济实用等优点，正成为家庭、商场、公共场所等新的消费热点，具有重要的开发价值。

本设计选用高性能低功耗的AVR架构单片机AT90S8535作为系统的控制核心，并选用高集成度的实时时钟芯片SD2303和DS1722温度传感器来处理时间和温度检测任务。

AT90S8535单片机带有SPI接口，能非常便利地实现和DS1722的通信[1]。

在与实时时钟芯片SD2303通信时采用了模拟IIC总线的方式。

芯片SD2303能自动产生1秒时钟基准信号，且自带日期及闰年调整功能，计时精度和集成度非常高，这样使设计变得非常的简单。

根据电子万年历挂钟的功能要求和选定的方案设计，设计出如图1-1所示的控制系统结构。

本设计采用Atmel公司的高性能低功耗的AVR单片机AT90S8535作为控制系统的核心。

表1-2是万年历挂钟设计具体的设备选型表[2]。

控制面板即万年历挂钟外形图。

如图1-2所示。

在万年历挂钟的控制面板上设置有16个数码管，分别用于显示年、月、日、星期、温度、时和分。

苏州市职业大学毕业设计说明书毕业设计题目基于MSP430单片机的实时时钟设计系部电子信息工程系专业班级08电气1班姓名学号指导教师2011年5月29 日摘要本文研究了基于数码管显示的数字时钟系统设计与实现。

该系统具有时间设置及显示、闹钟、计时等功能，系统以MSP430单片机为核心，主要进行基于MSP430单片机的低功耗型数字时钟及其系统的研究。

系统带有数码管显示器，配合按键提供友好的用户界面，操作简单，该数字时钟能长期、连续、可靠、稳定的工作；同时还具有体积小、功耗低等特点，便于携带，使用方便。

系统软件设计包括单片机编程。

单片机软件编程主要实现按键、数码管显示、时钟、计时、闹钟等模块功能。

在本设计中充分利用了单片机内部资源，涉及到了键盘控制、数码管显示、中断系统、定时/计数器、串口通信等。

关键字：数字时钟；MSP430单片机；数码管AbstractThis paper studies the digital pipe display based on digital clock system design and realization. This system has the time set and display, alarm clock, timing, and other functions, system to MSP430 microcontroller as the core, mainly for the low power consumption MCU based on MSP430 type of digital clock and its system. System, cooperate with digital tube display buttons provide friendly user interface, easy operation, this digital clock can long-term continuous, reliable and stable working; It also has the features such as small volume, power consumption, easy to carry, easy to use. System software design including microcontroller programming. Single-chip microcomputer software programming mainly realizes buttons, digital pipe display, clock, timing, alarm clock function module.In this design make full use of the internal resources, involving the microcontroller keyboard control, digital tube display, interrupt system, timing/counters, serial communication.Keyword: Digital clock, MSP430 microcontroller,Digital tube目录第一章绪论 0 0 0 (1)第二章数字时钟的构成及方案选择 (2) (2) (2) (2)时钟方案选择 (2)键盘模块选择 (3)显示模块方案选择 (3)第三章系统硬件设计与实现 (4) (4) (4)MSP430单片机简介 (4)复位电路的设计 (5)晶振电路设计 (6)时钟模块设计 (7)键盘模块设计 (7)显示模块设计 (8)第四章系统的软件设计 (10) (10)DS1302时钟流程图 (10)LED数码管显示流程图 (11)第五章系统的调试与仿真 (13)IAR FOR 430简介 (13) (13)第六章结论 (15)参考文献 (16)附录一：系统原理图 (16)致谢 (33)第一章绪论20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

《单片机系统设计》（课程设计）实验报告题目: 实时时钟组号:任课教师：组长：成员:联系方式：年月日目录一、实施方案 11.1设计要求 11。

2实现功能 11。

3设计方案 1 二、原理简述 22。

1主控模块 2 2。

2时钟电路 3 2。

3显示电路 5 2.4键盘输入电路 7 2。

5蜂鸣器电路 8三、调试过程 93.1硬件调试 93.2软件调试 9四、主要程序 10五、心得体会 12一、实施方案1。

设计要求通过对DS1302编程，实现实时时钟功能,用数码管显示时、分，用小数点作秒闪。

可用键盘设置时间。

2。

实现功能本组的课程设计成果最终将实现如下功能:（1)实现实时时钟功能,四位数码管前两位显示时、后两位显示分，小数点作秒闪；（2）按下S8键，可实现对小时的加1设置；（3）按下S7键，可实现对分钟的加1设置;(4）按下S1键，可实现小时的单独显示;（5)实现整点蜂鸣器报时功能。

3。

设计方案根据系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟电路、显示电路、键盘输入电路及蜂鸣器电路组成。

电路系统框图如图1所示。

图1 系统设计框图其中，主控芯片使用51系列AT89C52单片机，时钟芯片使用DS1302，晶振为11。

0592MHz,显示电路由四位共阳LED数码管完成,键盘采用线性连接,使用查询法实现调整功能，蜂鸣器电路由有源蜂鸣器完成。

二、原理简述1.主控模块图2 AT89C52 管脚图AT89C52是低功耗、高性能的CMOS8位单片机。

片内带有8KB的Flash 存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。

另外，AT89C52的指令系统和引脚与80C52完全兼容.管脚功能如下：VCC:供电电压；GND：接地；P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。

;P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流;P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1"时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。

湖南工程职业技术学院HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC 毕业设计（论文）设计（论文）题目：实时日历时钟显示信息工程系二○一二年五月制目录第一部分毕业设计开题报告第二部分设计说明书2012届毕业设计资料第一部分毕业设计开题报告湖南工程职业技术学院毕业设计开题报告（_2012_届）2012年5月21日在当代繁忙的工作与生活中，时间与我们每一个人都有非常亲密的关系，每个人都受到时间的影响，为了更好的利用我们自己的时间，我们必须对时间有一个度量，因此产生了钟表。

随着社会、科技的发展，人类不断研究、创新。

为了在观测时间的同时能够了解其他与人类密切相关的信息，比如星期、日期等，实时日历时钟诞生了。

随着生活水平的提高,人们越来越追求人性化的事物,传统的时钟已不能满足人们的需求。

单片机技术，增加了调时的功能。

其电路可以由实时时钟模块、人机接口模块,、时钟模块数码管显示模块等部分组成。

利用软件编程尽量做到硬件电路简单稳定，减小电磁干扰和其他环境干扰，充分发挥软件编程的优点。

减小因元器件精度不够引起的误差，但是数字钟还是可以改进和提高如选用更精密的元器件，但与机械式时钟相比已经具有更高的准确性和直观性，且无机械装置具有更长的使用寿命，因此广泛应用于个人家庭、车站、办公室等公共场所，成为人们日常生活中的必需品。

单片机由于体积小、价格低、功耗低、控制功能强且控制逻辑可由软件来实现，可以很方便地完成由一般数字电路很难实现的控制逻辑。

因此，本课题研究的主要目的就是设计一个基于单片机的日历时钟系统，完成对日历时钟的显示，以及在正常工作情况下随时可进行调时、调分、调秒和日期的设置，所设计的实时日历时钟系统将具有以下功能：可以对每月天数进行调整，时钟运行的是 24 小时制，显示满刻度为23时59分59秒。

其中调时功能通过按键实现。

课题需要完成单片机与时钟芯片之间的通信，以及单片机对调时键盘的扫描，以及控制显示电路进行时间显示功能。

SPI总线从机接口实时模拟的实现SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种用于串行通信的同步接口协议，常用于嵌入式系统中的外围设备之间的通信。

SPI总线由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备通过时钟信号控制数据的传输。

在实时模拟SPI总线从机接口时，我们需要实现以下几个关键的功能：1.时钟信号生成：SPI总线的通信是通过时钟信号来同步的，因此我们需要在从机接口中生成正确的时钟信号。

可以通过使用定时器或者外部时钟信号源，按照SPI总线的时序要求生成时钟信号。

2.数据收发：SPI总线的通信是全双工的，即可以同时收发数据。

从机接收主机发送的数据，同时向主机发送响应的数据。

我们需要实现数据的收发功能，可以通过串口或者并口方式将数据从主机传输到从机，同时将从机的响应数据传输回主机。

3.数据帧格式解析：SPI总线中的数据是按照一定格式进行传输的，我们需要在从机接口中解析数据帧的格式。

数据帧通常包括数据位、校验位、起始位和停止位等信息。

在接收数据时，需要正确解析数据帧的格式，提取出有效的数据，并进行校验。

4.状态监测：在实时模拟从机接口时，需要监测SPI总线状态的变化。

包括时钟信号的变化、数据收发的状态和错误状态等。

在监测到状态的变化时，应及时进行相应的操作，例如更新数据、发送响应等。

5.错误处理：在SPI总线通信中，可能会出现各种错误，如数据传输错误、时钟信号失效等。

我们需要在从机接口中实现错误的检测和处理机制，以保证数据的可靠传输。

实时模拟SPI总线从机接口的实现，需要根据具体的硬件平台和所使用的编程语言进行相应的开发。

通常可以借助现有的软件库或者开发工具来简化开发过程，如使用Arduino等开发板、C语言或Python等编程语言。

总之，实时模拟SPI总线从机接口的实现需要考虑时钟信号生成、数据收发、数据帧格式解析、状态监测和错误处理等关键功能。

通过合理的设计和开发，可以实现SPI总线从机接口在软件上的模拟，以满足相应的通信需求。

基于SPI的实时时钟系统设计
许荣
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2006(035)004
【摘要】介绍了一种应阚于交通信号控制系统的实时时钟设计.系统硬件平台基于ARM9微处理器,使用SPI通讯功能对实时时钟进行读/写/控制.本设计硬件电路简单、可靠性高、成本低、使用方便.
【总页数】3页(P56-57,66)
【作者】许荣
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一六研究所研究生部,江苏,连云
港,222006
【正文语种】中文
【中图分类】U491.5+1
【相关文献】
1.基于LPC1768的多功能实时时钟系统设计 [J], 徐永毅;张燕
2.基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计 [J], 杨露
3.基于DS1307的可调实时时钟系统设计 [J], 陈华珍;夏国清
4.基于FPGA和EMIFA的SPI控制器系统设计 [J], 杨宇科;王保成
5.基于SPI的多通道数据采集系统设计 [J], 孙统义;程榜;陶华敏;肖山竹;沈杏林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。