【正文】 (3) 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~。 (4) 零待機功耗。 (5) 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件。 (6) 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 測速傳感器介紹 測速傳感器是對被測物的運行速度進行測量并轉(zhuǎn)化成可輸出信號的傳感器。測速傳感器包括測量線速度傳感器和測量轉(zhuǎn)速度傳感器。而測量轉(zhuǎn)速的方式很多，常見的有：霍爾傳感器（例如你提到的那一種）、光電傳感器（還分反射式與透射式）、以旋轉(zhuǎn)編碼器等等。 設(shè)計中采用了霍爾傳感器進行測速，它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?；魻?傳感器 44E 系列是 Allegro MicroSystems 公司生產(chǎn)的寬溫、開關(guān)型霍爾效應(yīng)傳感器，其工作溫度范圍可達40℃ ～ 150℃ 。它由電壓調(diào)整電路、反相電源保護電路、霍爾元件、溫度補償電路、微信號放大器、施密特觸發(fā)器和 OC 門輸出極構(gòu)成，通過使用上拉電阻可以將其輸出接入 CMOS 邏輯電路。 顯示器介紹 由于設(shè)計中的需顯示英文字符，且顯示的數(shù)據(jù)比較多，所以不宜采用數(shù)碼管顯示。而應(yīng)該采用液晶屏顯示，現(xiàn)在液晶顯示屏種類繁多， 1286 1602 等都是常用的液晶顯示屏。而 12864 顧名思義像素是 128*64，能顯示 8*4 個漢字，因型號不同，有的帶漢字庫，有的不帶，能顯示圖像效果，功能比 1602 強大。 1602一般只用于顯示字母、數(shù)字和符號能顯示 16*2 個字符，具有一些顯示效果，如字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單，價格低廉。由于考慮到設(shè)計中不需漢字顯示且顯示字符足夠。因此，系統(tǒng)采用 1602 液晶顯示。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片機外圍電路設(shè)計 AT89C51 單片機簡介 管腳說明如圖 2 所示： 6 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和 校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收 高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端7 以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意 的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP ：當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是 否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 圖 2 AT89C51+引腳圖 單片機外圍電路圖 如圖 3 所示為單片機外圍電路連接圖。由于設(shè)計采用 STC 單片機，此系列單片機具有掉電自動復(fù)位的功能，所以在單片機中并未設(shè)計復(fù)位電 路。且在仿真中，單片機晶振在其屬性中可調(diào)，即在仿真電路中沒有晶振電路。但是在實際的硬件電路中晶振必須要接入。因此，系統(tǒng)采用 12MHz 的晶振。圖中的兩個按鍵是調(diào)8 節(jié)時鐘芯片的時間。由于在仿真圖中并沒有霍爾元件可功模擬，即在 接入數(shù)字激勵源，代替了實際的電路中的霍爾傳感器。 圖 3 單片機外圍電路圖 時鐘模塊設(shè)計 時鐘芯片介紹 DS1302 的引腳排列，其中 VCC1 為主電源， VCC2 為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。當 VCC2 大于 VCC1＋ 時， VCC2 給 DS1302 供電。當 VCC2 小于 VCC1 時， DS1302 由 VCC1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST置為 低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在VCC 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端，后面有詳細說明， SCLK 為時鐘輸入端。如圖 4 所示為 DS1302 的引腳功能圖。 9 圖 4 DS1302 引腳圖 DS1302 控制字如表 1 所示。 表 1 DS1302 控制字 7 6 5 4 3 2 1 0 1 A4 A3 A2 A1 A0 (1) 控制字的最高有效位位 7：必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。 (2) 位 6：如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù)。 (3) 位 5 至位 1（ A4～ A0）：指示操作單元的地址。 (4) 位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作。 控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0 位）開始。同樣，在緊跟 8位的控制字指令后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 DS1302 有關(guān)日歷、時間的寄存器如表 2 所示。 表 2 DS1302 日歷、時間寄存器 R W BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 RANGE 81h 80h CH 10Seconds Seconds 0059 83h 82h 10Minutes Minutes 0059 85h 84h 12/24 0 10 Hour Hour 112 /023 AM/ PM 87h 86h 0 0 10Date Date 131 89h 88h 0 0 0 10Mon Mon 112 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 Day 17 8Dh 8Ch 10Year Year 0099 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 — 91h 90h TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS — 這張表是 DS1302 內(nèi)部的 7 個與時間、日期有關(guān)的寄存器圖和一個寫保護寄存器，我們要做的就是將初始設(shè)置的時間數(shù)據(jù)寫入這幾個寄存器，然后再不斷地讀取這幾個寄存器來獲取實時時間。這幾個寄存器的說明如下： (1) 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7定義為時鐘暫停標志（ CH）。當 初始上電時該位置為 1，時鐘振蕩器停止， DS1302處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫為 0時，時鐘才能開始運行。 (2) 小時寄存器（ 85h、 84h）的位 7用于定義 DS1302是運行于 12小時模式還10 是 24小時模式。當為高時，選擇 12小時模式。在 12小時模式時，位 5是為 1時，表示 PM。在 24小時模式時，位 5是第二個小時十位。 (3) 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7是寫保護位（ WP），其它 7位均置為 0。在對任何的時鐘和 RAM的寫操作之前， WP位必須為 0。當 WP位為 1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作 。也就是說在電路上電的初始態(tài) WP是 1，這時是不能改寫上面任何一個時間寄存器的，只有首先將 WP改寫為 0，才能進行其它寄存器的寫操作。 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。 突發(fā)模式寄存器如表 3 所示。 表 3 DS1302的工作模式寄存器 工作寄存器 讀寄存器 寫寄存器 時鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFh BEh RAM 突發(fā)模式寄存器 RAM BURST FFh FEh DS1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 Write Protect（ D7）必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護； D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)， D6=1，指定 RAM 數(shù)據(jù)； D5～ D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作（輸入），D0=1，指定讀操作（輸出）。 在 DS1302 的時鐘日歷或 RAM 進行數(shù)據(jù)傳送時， DS1302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進行單字節(jié)傳送， 8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2 個 SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分 為兩類：一類是單個 RAM 單元，共31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)。 要特別說明的是備用電源 B1，可以用電池或者超級電容器（ 以上）。雖然 DS1302 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的 充電電池。如果斷電時間較短時，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。 100 μF 就可以保證 1 小時 的正常走時。 DS1302 在第一次加電后，必須進行初始化操作。