【正文】 的天數(shù)可自動調整，時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：（1）RES復位（2）I/O數(shù)據(jù)線，（3）SCLK串行時鐘/RAM的讀寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW。方案三：由DS12C887構成的時鐘模塊圖4 DS12C887芯片構成的時鐘模塊如上圖所示，該電路主要由DS12C887與電容組成的時鐘模塊。DS12887采用8位地址／數(shù)據(jù)復用的總線方式，具有一個鎖存引腳，通過讀、寫、鎖存信號實現(xiàn)其內部數(shù)據(jù)的輸入輸出，控制內部的控制寄存器、讀取內部的時間信息寄存器。DS12887的各種寄存器在其內部空間都有相應的固定地址，因此，單片機通過正確的尋址和寄存器操作就可以獲取需要的時間信息。在使用DS12887時，首先要初始化，主要是打開晶振、對控制寄存器A、B寫入控制字以及對日歷、時鐘各寄存器寫入初始值。除校時外，上電時不用再次初始化。第一次初始化時，應禁止操作DS12887內部更新周期，即先將寄存器B的SET位置“1”，然后初始化時標寄存器(00H～09H)和狀態(tài)寄存器A，再通過讀寄存器C清除中斷標志，讀寄存器D將VRT位置“1”，最后將寄存器B的SET位清零，DS12887開始計時。設置日歷時鐘，必須保證時鐘芯片DS12887處于設置狀態(tài)，即SET=1，然后向DS12887的專用寄存器寫入時間信息，寫入完畢后，DS12887恢復正常數(shù)據(jù)更新狀態(tài)，即SET=0。在讀取日歷時鐘芯片DS12887的時鐘信息時，必須保證UIP=0，然后讀取存儲其內部寄存器的時鐘信息。由以上三個論證方案比較得出，三種不同芯片構成的時鐘模塊在原理、方法，功耗等這些方面相比，由DS1302芯片構成的時鐘模塊不管硬件電路結構還是運行程序都要簡潔得多，功耗也低,而且利用DS1302時鐘芯片獨立于單片機來計時，在提高計時進度的同時也提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力。所以我選擇方案二的DS1302時鐘模塊。 存儲模塊方案一：由FM24C256構成的存儲模塊圖5 FM24C256芯片構成的存儲模塊由上圖可知，該電路由FM24C256芯片構成的存儲模塊，當?shù)刂沸畔⒈话l(fā)送后，主機和FM24C256之間的數(shù)據(jù)傳送就會開始，對于讀操作，F(xiàn)M24C256將把8位數(shù)據(jù)放在總線上，然后等待主機的應答，如果主機答應，F(xiàn)M24C256將開始傳送下一個連續(xù)字節(jié)。如果主機沒有答應，F(xiàn)M24C256將結束當前的讀操作。對于寫操作，F(xiàn)M24C256接受主機發(fā)送的8位數(shù)據(jù)后，給出應答。所有數(shù)據(jù)都以高位在前方式傳送。方案二：由6264構成的外接存儲模塊圖6 6264芯片構成的外接存儲模塊由上圖可知，該電路由6264存儲芯片構成的存儲模塊，由于單片機內只有低于128byte數(shù)據(jù)寄存器可供用戶使用，且指令本身也占據(jù)了一些字節(jié)空間，而每一個漢字符就占據(jù)了32kb的空間，因此，當顯示字符較多時使用片內寄存器作為接受來自PC機的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)是不可取的方法。為了能夠存儲和顯示更多的字符，我們外接了6264作為片外數(shù)據(jù)儲存器，空間大小為8KB，能容納260多個字符（一個字符占用32byte），同時采用movx dptr類指令作為尋址指針。方案三：由AT24C1024構成的存儲模塊圖7 AT24C1024芯片構成的存儲模塊由上圖可知，該電路由AT24C1024芯片構成的存儲模塊，該移動式固態(tài)存儲器是用在水文觀測站的遙測終端機上作為雨量和水位數(shù)據(jù)的存儲器。SDA引腳通常被外部設備拉高，SDA引腳僅在SCL低電平時可以改變。SCL在高電平期間，數(shù)據(jù)變化將引起啟動和停止條件。開始條件：在SCL為高時，SDA從高到底變化時產(chǎn)生啟始條件，它必須先于任何其他命令；停止條件：在SCL為高時，SDA從低至高變化時產(chǎn)生停止條件，讀時序后，停止命令將放置在EEPROM的待機電源模式下。應答：所有的地址和數(shù)據(jù)都是以8位串行方式從EEPROM輸入輸出。待機模式：AT24C1024具有低功耗待機模式，啟用條件：1）上電2）接受到停止位以后和任何內部操作完成。記憶恢復：在協(xié)議中斷后，斷電或系統(tǒng)復位后，任何2線部分可以按一下步驟重置：（1）時鐘高達9次；(2)當SCL為高時，尋找SDA的每個周期的高電平。(3)產(chǎn)生一個開始條件由以上三個論證方案比較得出，F(xiàn)RAM（FM24C256)是一種新型存儲器，最大特點是可以隨總線速度無限次的擦寫，而且功耗低，F(xiàn)RAM（FM24C256)性能優(yōu)越于EEPROM，6264外接存儲器。FM24C256的應用逐漸被推廣和認可，尤其是大容量存儲器，它的優(yōu)良特性遠高于同等容量的EEPROM，在電子式電能表行業(yè)中，數(shù)據(jù)安全保存是最重要的。FM24C256在電能表中的使用，會提高電能表的數(shù)據(jù)安全存儲特性。 輸入模塊如圖8所示，該電路是由按鍵和電阻構成的4*4輸入模塊，矩陣鍵盤又成為行列式鍵盤，它是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每一個交叉點上，設置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是4*4個。這種行列式鍵盤結構能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。單片機與該電路連接時，使用4個端口作為輸出口，接4條行掃描線；在本接受中，~*4鍵盤的掃描，~，~。圖8 4*4輸入模塊電路圖鍵盤功能設置圖9 4*4矩陣鍵盤結構設計圖功能說明按鍵作用按鍵作用S0按下按鍵，顯示數(shù)字0S1按下按鍵，顯示數(shù)字1S2按下按鍵，顯示數(shù)字2S3按下按鍵，顯示數(shù)字3S4按下按鍵，顯示數(shù)字4S5按下按鍵，顯示數(shù)字5S6按下按鍵，顯示數(shù)字6S7按下按鍵，顯示數(shù)字7S8按下按鍵，顯示數(shù)字8S9按下按鍵，顯示數(shù)字9S10開始按鍵S11停止按鍵S12復位按鍵S13Delete（刪除按鍵）S14上移/下移按鍵S15左移/右移按鍵 DS1302時鐘芯片（1）器件概述DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，～。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 (2)內部結構及工作原理圖11 時鐘模塊內部結構DS1302工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達248的數(shù)據(jù)。（3）外觀與管腳說明 圖12 外觀實物圖 圖13 芯片管腳圖芯片管腳說明：XX2：，為芯片提供定時脈沖。GND：接地。RST：芯片強制復位腳。I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。SCLK：串行時鐘提供端，在上升沿實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀操作，在下降沿實現(xiàn)數(shù)據(jù)寫操作。VCCVCC2：雙電源供電管腳。 FM24C256存儲芯片（1）概述FM24C256是用先進的鐵電技術制造的256K位的非易失性存儲器。鐵電隨即存儲器（FRAM）具有非易失性，并且可以向RAM一樣快速讀寫，數(shù)據(jù)在掉電后可以保存10年，相