【正文】 MAX232 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的，包含兩路接收器和驅(qū)動器的 IC芯片。 D2 和D3 可以選擇 VCC2 腳和 VCC1 腳之間串聯(lián)一個二極管或是兩個二極管。秒寄存器的最高位 CH 標(biāo)志位是時鐘的暫時標(biāo)志。 每次對時鐘 /日歷的 8B或 31 個 RAM 字節(jié)進行全體寫入或讀出操作，稱其為多字節(jié)突發(fā)模式操作。 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時數(shù) 據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。 圖 24 DS1302 的引腳圖 圖 25 DS1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1302 基本控制操作 為了初始化任何數(shù)據(jù)的傳輸， RST 引腳信號應(yīng)由低變高，并且應(yīng)將具有地址和控制信息的 8 位數(shù)據(jù)（控制字節(jié)）裝入芯片的移位寄存器內(nèi)，數(shù)據(jù)的讀寫可以用單字節(jié)或多字節(jié)的突發(fā)模式方式進行。 RST 輸入有兩種功能：（ 1） RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；（ 2） RST 提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 第 10 頁 DS1302 引腳的功能及結(jié)構(gòu)圖 DS1302 的引腳如圖 24 所示。 讀引腳 ： 將外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 SST89 系列 單片機的 I/O 結(jié)構(gòu) 89E564RD 有四個雙向 I/O 口 P0、 P P2和 P3。 EA能承受 12V的高 電壓。 89 系列單片機基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。本論文研究的主要內(nèi)容就是在 LED 顯示屏的框架下實現(xiàn)時鐘的顯示，設(shè)計一套小型的 LED 時鐘顯示系統(tǒng)。 。 。預(yù)計大型或超大型 LED 顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點和專業(yè)性要求的小型 LED 顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的 LED 顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兴黄?，如公共交通、停車場、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng) LED 顯示屏在 LED 顯示屏市場總量中將會占有多數(shù)份額?；A(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。 2021 年，紅色 LED 的亮度為 1000mcd，比 1982年的 3mcd 高出 5003300 倍，轉(zhuǎn)換效率也達到 20%。 第 2 頁 目前 LED顯示屏系統(tǒng)的狀況 被譽為“照亮未來的技術(shù)”的 LED（ LightEmittingDiode發(fā)光二極管），漸漸走近了我們的日常生活，并將 推動顯示器領(lǐng)域發(fā)生一次革命性巨變。其原因內(nèi)部已集成各種應(yīng)用電路。 803 804 Z80 等 型號的單片機 現(xiàn)在在主流市場上基本沒有蹤影， 而利用 匯編語言開發(fā)產(chǎn)品的艱苦工作也逐步被 C語言所 取代。 the third part is about the serial munication, which introduces its basic knowledge and the application of the serial interface based on SST89。其確定時間的方式采用了 DS1302 時鐘芯片，更為簡單、有效的方法，而沒有選擇延時的方法。 通過這次畢業(yè)設(shè)計 ，能更熟悉單片機編程和控制電路的設(shè) 計原理。在火車站、飛機場等這樣大型的公共場合，普通的指針時鐘由于其自身的限制，在光線等周圍環(huán)境不是很好的情況下，不能很清楚，明白的指明時間，這樣給出行或辦事的人們帶來諸多的不便。 其研究的意義在于： 1〉 為設(shè)計小型的 LED 時鐘顯示提供了有用的參考，為進一步的研究提供了有效的途徑。 本 設(shè)計采用專用時鐘芯片，通過對 LED 顯示屏的研究和分析，設(shè)計出能實時顯示時間的模擬時鐘。第一部分對 LED 顯示屏系統(tǒng)進行了宏 觀的概述，就其發(fā)展方向與應(yīng)用作了分析；第二部分針對 SST89 系列單片機作了詳細的介紹，特別對時鐘芯片的操作和功能作了分塊的介紹和分析；第三部分是串行通信部分，以 SST89 系列為基礎(chǔ)對串行通信的基礎(chǔ)知識及串行接口的應(yīng)用作了介紹；第四部分則是對 LED 屏幕的工作原理及組成作了介紹，突出的說明了其驅(qū)動原理；第五部分根據(jù)設(shè)計的要求，對顯示系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)及工作原理作了分析，并對要實現(xiàn)的基本功能作了介紹；第六部分，在基本工作原理的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)刻度與程序的各個模塊進行了設(shè)計并通過主程序?qū)⒏鱾€模塊聯(lián)系起來，實現(xiàn)了時鐘功能；最后一部分是對本設(shè)計進行了一個簡單的展望。近年來，計算機一方面向著高速、智能化的巨型機方向發(fā)展，另一方面向著微型機方向發(fā)展。速度、穩(wěn)定性 需 特別要求的場合較多 的 采用 了 匯編語言和 C語言，如電機控制， UPS 控制、信號處理等。由于七十 年代 HP 公司，德州儀器公司出產(chǎn)的便攜式計算器普遍采用數(shù)字顯示器， LED 顯示器便進入了它的興盛時期。 LED 顯示器件問世至今已有 20 余年，由于原材料的采用和工藝上的限制，前 10 年間很難普及。 LED 顯示器集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動態(tài)范圍廣、亮度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，成 為最具優(yōu)勢的新一代顯示媒體 。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展，市場競爭在傳統(tǒng)產(chǎn)品條件下是以價格作為主要的競爭手段，幾番價格回落調(diào)整達到基本均衡，產(chǎn)品質(zhì)量，系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競爭因素，這就對 LED 顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高要求，業(yè)內(nèi)一些骨干企業(yè)已開始在企業(yè)實施 ISO9000 系列標(biāo)準(zhǔn)。 民航機場建設(shè)對信息顯示的要求非常明確， LED 顯示屏是航班信息顯示系統(tǒng) FIDS(Flight information Display system)的首選產(chǎn)品，首都機場、上海浦東國際機 場、?？诿捞m機場、珠海機場、廈門高崎機場、深圳黃田機場、廣州白云機場及全國數(shù)十家新建和改擴建機場都選用了國產(chǎn)的 LED顯示屏產(chǎn)品。 電力調(diào)度、車輛動態(tài)跟蹤、車輛調(diào)度管理等，也在逐步采用高密度的 LED 顯示屏。在火車站、飛機場等這樣大型的公共場合，普通的指針時鐘由于其自身的限制，在光線等周圍環(huán)境不是很好的情況下，不能很清楚，明白的指明時間，這樣給出行或辦事的人們帶來諸多的不便。 第 5 頁 第 2 章 相關(guān)背景知識的介紹 SST89 系列單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) SST89 系列單片機的基本結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)框圖 美國 SST89 系列單片機的高可靠性，獨特的超級 FLASH 技術(shù)的小扇區(qū)結(jié)構(gòu)在設(shè)計和制造 MCU方面有較大的優(yōu)勢，其在應(yīng)用可編程（ IAP），系統(tǒng)可編程（ ISP）中不占用戶 資源。 （ I/O）引腳： P0 口（ 3239）： 8 位標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 口，尋址外部存儲器時，作數(shù)據(jù)總線和外部 存儲器低 8 位地址線，采用分時使用方式，有 8 個 TTL 負載的驅(qū)動能力 P1 口（ 18）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， 4 個 TTL 負載驅(qū)動 能力 P2 口（ 2128）： 8 位 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口， 4 個 TTL 負載驅(qū)動能力 ， 在訪問片 第 8 頁 圖 23 外接晶振引腳外接電路圖 外存儲器或擴展 I/O 口且尋址范圍超過 256 字節(jié)時， P2 口用作高 8 位地址總線 P3 口（ 1017）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口 ， P3 口的每一個引腳還具有第二功能 ， 其 功能 見表 22 所示 表 22 P3 口的引腳功能表 口線 引腳 第二功能 10 RXD 串行接收輸入 11 TXD 串行發(fā)送輸出 12 INT0 外部中斷 0 請求輸入，低電平或下降沿有效 13 INT1 外部中斷 1 請求輸入，低電平或下降沿有效 14 T0 定時 /計數(shù)器 0 外部輸入 15 T1 定時 /計數(shù)器 1 外部輸入 16 WR 外部 RAM 寫信號輸出，低電平有效 17 RD 外部 RAM 讀信號輸出，低電平有效 RST（ 9）：復(fù)位信號輸入端（高電平有效） EA（ 31）：外部程序存儲器選擇 為了使單片機 能從片外程序存儲器取指令， EA必為低電平。此引腳 PROG 也是外部主模式編程脈沖輸入端（ PROG）。 注意： 出口使用時，內(nèi)部帶鎖存器，可以直接與外設(shè)相連，不必再加鎖存器。其內(nèi)部數(shù)據(jù)分為 10 個時鐘寄存器和 31 字節(jié) RAM，對時鐘寄存器進行初始化可以設(shè)定當(dāng)前時間，從而控制芯片的運行。當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時， DS1302 由 VCC1 供電。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端（雙向）。 D1～ D5 定義片內(nèi)寄存器的地址。 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，每個單元阻態(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；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。 因此，通過置寫保護位，可提高數(shù)據(jù)的安全性。 在 RAM 尋址空間依次排布的 31B 靜態(tài) RAM 可為用戶使用， VCC1 引腳的備用電源為 RAM 提供了失電保護功能。 MAX232 芯片的引腳結(jié)構(gòu)和運作方式如圖 28 所示。 SST89 系列串行接口 對于單片機來說，為了進行串行數(shù)據(jù)通信，同樣也需要有相應(yīng)的串行接口電路。它是一個可尋址的專用寄存器，其中包括發(fā)送寄存器和接收寄存器，以便能以全雙工方式進行通信。如晶振頻率用 fosc 表示，按此波特率也就是一個機器周期進行一次移位。 第 17 頁 系統(tǒng)中的顯示技術(shù) LED 器件的工作原理 LED 器件發(fā)光的基本原理 發(fā)光二極管（ light emitting diode, LED），是一種把電能變成光能的特種器件，當(dāng)電流如圖 210 所示通過它的時候，可以產(chǎn)生可視的光。具體的驅(qū)動方式有直流驅(qū)動、恒流驅(qū)動、脈沖驅(qū)動和掃描驅(qū)動等，本課題 LED 器件的驅(qū)動為掃描驅(qū)動。 LED 顯 示屏是將發(fā)光燈按行按列排布的，驅(qū)動時也按行按列驅(qū)動。 LED 圖文顯示屏并沒有一個公認(rèn)的嚴(yán)格的定義，一般把顯示圖形及文字的 LED 顯示屏稱為圖文屏。最常見的LED 點陣顯示單元有 5X7, 7X9, 8X8 結(jié)構(gòu)，前兩種主要用于顯示各種西文字符，后一種常用于顯示各種漢字字符， 8X8 LED 點陣的外觀 如圖 214 所示。 顯示數(shù)據(jù)通常以字節(jié)的形式順序存放在單片機的存儲器中。 對于以動態(tài)掃描方式工作的顯示系統(tǒng)，掃描時間的確定較為 重要，根據(jù)人眼的視覺暫留時間，若每秒顯示二十四幀以上，便可得到穩(wěn)定的顯示，以每秒二十五幀，即完成對全屏的一次掃描時間為 40ms，那么，只要每次完成對全屏的掃描時間不超過該值，將會得到較為穩(wěn)定的顯示。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式，它們各有優(yōu)缺；數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)乃俣缺容^快，但是隨著屏幕的增大，點陣模塊數(shù)量的增多，線路會越來越復(fù)雜；數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)乃俣缺容^慢，但它可以大大簡化傳輸線路，對于如果采用比較大的屏幕來說，采用串行傳輸方式比較合適。單片機及相應(yīng)軟件，主要負責(zé)存儲顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號的定時與順序、和 PC 機進行通信等。不論顯示圖形還是文字，都是與組成這些圖形或文字的各個點像素所在位置相對應(yīng)的 LED 器件是否發(fā)光有關(guān)。所謂“掃描 ” 的含義，就是指一行一行地循環(huán)接通整行的 LED 器件，而不考慮這行的哪一列 LED 器件是否應(yīng)該點亮，某一列的 LED 器件是否應(yīng)該點亮，由所謂的列控制電路來負責(zé)。采用這種方式時應(yīng)該注意兩個問題：脈沖電流幅值的確 定和重復(fù)頻率的選擇。我們知道，發(fā)光是一種能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。 方式 2 的波特率也是固定的，且有兩種。發(fā)送、接收控制器的速率由波特率發(fā)生器 TI 控制。 SST89 系列單片機內(nèi)部有一個全雙工的串行通信口，即串行接收 和發(fā)送緩沖器（ SBUF），這個在物理上獨立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。 另外，當(dāng) 傳輸?shù)乃俣缺容^快，傳輸?shù)木嚯x比較短，對它進行轉(zhuǎn)換一下，現(xiàn)在通用的是 MAX232 ， 15V 和 3V 表示信號 1 ， 0V到 5V 表示信號 0 轉(zhuǎn)換的目的就是傳輸?shù)乃俣雀臁．?dāng)D6 為 0 時對 RAM 區(qū)進行尋址，否則將對時鐘 /日歷寄存器尋址，其操作方法如前所述。寄存器的 D4～ D7 決定是否具備充電性能， 1010 編碼的條件下才具備充電性能，其他編碼組合不允許充電。 表 24 DS1302片內(nèi)各寄存器數(shù)據(jù)格式及控制字 寄存器名 命令字格式 取值范圍 位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00~59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00~59 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 01~12 或11~23 12/24 0 10 AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 01~28，29， 30，31 0 0 10DATA DATA 月份寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0