【文章內(nèi)容簡介】 ● 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) ● 片上集成 512 字節(jié) RAM ● 通用 I/O 口 32 個，復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上位， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 ● ISP(在系統(tǒng)可編程 )/IAP（再應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專 用仿真器，可通過串口（ RXD/,TXD/ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。 ● 具有 EEPROM 功能 ● 具有看門狗功能 ● 共 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器。及定時器 T0、 T T2 ● 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 ● 通用異步串行口（ UART） ,還可用定時器實(shí)現(xiàn)多個 UART 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 7 ● 工作溫度范圍 :40~+85 度（工業(yè)級） /0~75 度（商業(yè)級） ● PDIP 封裝 時鐘電路 DS1302 DS1302 的性能特性 : ● 實(shí)時時鐘，可對秒、 分、時、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行比較； ● 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31*8 位 RAM； ● 最少引腳的串行 I/O； ● ～ 電壓工作范圍； ● 時耗小于 300nA； ● 用于時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； ● 簡單的三線接口； ● 可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力。 DS1302 在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把 RST 腳置為高電平，然后把 8位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿被訪問到。在開始 8個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù) ，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8+8，在多字節(jié)方式下為 8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá) 248 字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時，在 Vcc≥之前， RST 腳必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 的控制字如表所示?？刂谱止?jié)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。位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)；為 1 則表示存取 RAM 數(shù)據(jù)。位 5～ 1（ A4～ A0）指 示操作單元的地址。最低有效位（位 0）如果為 0，則表示藥進(jìn)行寫操作；為 1 表示進(jìn)行讀操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 /輸出。 為了提高對 32 個地址尋址能力（地址 /命令位 1～ 5=邏輯 1） ,可以把時鐘 /日歷或 RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié)（ burst）方式。位 6 規(guī)定時鐘或 RAM，而位 0規(guī)定讀或?qū)憽Ｔ跁r鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31 或 RAM 寄存器中的地址 31 不西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 8 能存儲數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0 開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫 RAM 時，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的 31 字節(jié)，不管 是否謝了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至RAM。 表 DS1302 控制字 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。其日歷、時間寄存器及其控制字如上表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。 時鐘暫停：秒寄存器的位 7 定義位時鐘暫停位。當(dāng)它為 1 時， DS1302 停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對 DS1302 進(jìn)行寫操作時（如進(jìn)入時鐘調(diào)整程序） ,停止振蕩。當(dāng)它為 0 時，時鐘將開始啟動。 AMPM/1224 小時方式：小時寄 存器的位 7 定義為 12 或 24 小時方式選擇位。它為高電平時，選擇 12 小時方式。在此方式下，位 5 為第二個 10 小時位（ 20～23h）。 DS1302 的晶振選用 32768Hz，電容推薦值為 6pF。因?yàn)檎袷庮l率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。 掉電數(shù)據(jù)存儲 at24c02 1．芯片說明 AT24C01/02/04/08/16 提供 1024/2048/4096/8192/16384 位串行 EEPROM ，EEPROM 組為 128/256/512/1024/20488位。 AT24C01為低功耗 CMOS 工藝 制造，可單電壓工作。 2．芯片特點(diǎn) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 9 ⑴ 低電壓 （ VCC=~） （ VCC=~） （ VCC=~） （ VCC=~） ⑵ 內(nèi)部組態(tài) AT24 C 01的容量為 1288（ 1KB）， AT24C02的容量為 2568（ 2KB）， AT24C04的容量為 5128（ 4KB）， AT24C08的容量為 10248（ 8KB）， AT24C16的容量為20488（ 16KB）。 雙線串行接口（雙線為：時鐘線 SCL，串行數(shù)據(jù)線 SDA）； 雙線數(shù)據(jù) 傳送協(xié)議； 支持 ISO/IEC78163同步協(xié)議； 8字節(jié)頁面（ 1KB， 2KB）、 16字節(jié)頁面（ 4KB， 8KB， 16KB）寫入方式； 允許部分頁面寫入； 自定時寫入周期（最大 10ms）； 高可靠性，擦寫次數(shù)可達(dá) 10萬個周期，數(shù)據(jù)保存期達(dá) 100年； 以晶片、模塊及標(biāo)準(zhǔn)封裝等形式提供。標(biāo)準(zhǔn)封裝有 8個引腳的雙列直插（ PDIP）、8個引腳封裝和 14個引腳的餓表面封裝（ SOIC）； 晶片和芯片厚度為（ 6~12） mil； 提供測試卡中芯片的測試程序； 芯片體積較小，增加了可靠性，降低了成本。 3． 封裝形式及管腳 AT24C02芯片封裝如下圖所示： 管腳功能說明 引腳功能 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 10 A2~A0 地址 SDA 串行數(shù)據(jù) SCL 串行時鐘 WP 寫保護(hù) NC 未連接 4．芯片最大額定值 工作溫度： 55~+125℃ 儲存溫度： 65~+150℃ 任一管腳對地電壓： ~+ 最大工作電壓： DC 輸出電流： 50mA 5．芯片內(nèi)部功能邏輯 AT24C01芯片邏輯圖如圖 F32所示。 下面對該芯片引腳作一簡要說明。 ⑴ 引腳說明 SCL（串行時鐘）： SCL 上升沿將數(shù)據(jù)輸入到 EEPROM 芯片，下降沿將 EEPROM中的數(shù)據(jù)輸出。其數(shù)據(jù)傳送的最高速率為 100Kbit/s（位 /秒）。 SDA（串行數(shù)據(jù)）：雙向串行數(shù)據(jù)傳送引腳，該引腳采用漏極開路驅(qū)動，可以與其它任何數(shù)量漏極開路或集極開路器件進(jìn)行 “線或 ”。 A0、 A A2（器件 /頁地址）：器件地址輸入端，應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)封裝中。 WP：寫保護(hù)。接高電平時，寫保護(hù)；接地時，可進(jìn)行讀寫操作。 ⑵ 邏輯圖組成 開始 /停止邏輯：控制一次讀 /寫操作的開始和停止。 串行控制邏輯：在 IC 卡中， SCL 為同步時鐘，地址、數(shù)據(jù)和讀寫控制命令從 SDA輸入，由串行控制 邏輯區(qū)分。 地址 /計數(shù)器：形成訪問 EEPROM 的地址，分別送 X 譯碼器進(jìn)行字選，送 Y 譯碼器進(jìn)行位選。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 11 分析：要讀出一字節(jié)數(shù)據(jù)，必須先寫入器件地址和片內(nèi)地址。在圖 5． 20中，單片機(jī) SDA，而 SCL。器件地址是 1010 000XB，片內(nèi)地址是 28H 主要單元電路的設(shè)計 顯示電路 引腳號 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD 驅(qū)動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀 /寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù) 7 15 PSB H/L 并 /串行接口選擇： H并行； L串行 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 12 16 NC 空腳 17 /RET H/L 復(fù)位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A （ LED+5V） 背光源正極 (加 int？ ) 20 LED_K （ LEDOV） 背光源負(fù)極 鍵盤接口 鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計算機(jī)的主要手段。 鍵盤可分為編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤采用硬件線線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個鍵，鍵盤能自動生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件 較復(fù)雜， PC 機(jī)所用的鍵盤就屬于這種。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其他工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。此處主要介紹該類非編碼鍵盤及其與MCS— 51 型單片機(jī)的接口。 按鍵開關(guān)取抖動問題 按鍵開關(guān)在電路中的連接如圖所示。按 鍵未西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 13 按下時， A 點(diǎn)電位為高電平 5V；按鍵按下時， A 點(diǎn)電位為低電平。 A 點(diǎn)電位就用于向 CPU 傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機(jī)械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時，觸點(diǎn)在閉合和斷開瞬間還會接觸不穩(wěn)定，引起 A 點(diǎn)電平不穩(wěn)定，如圖 211b 所示，鍵盤的抖動時間一般為 5～ 10ms，抖動現(xiàn)象會引起 CPU對一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤。因此必須設(shè)法消除抖動的不良后 果。 圖 鍵操作和鍵抖動 消除抖動的不良后果的方法有硬、軟件兩種。 為了節(jié)省硬件，通常在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動，而是用軟件消除抖動的方法。根據(jù)抖動特性，在第一次檢測到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時 5~10ms 讓前延抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測到按鍵釋放后，也要給 5~10ms 的延時，待后延抖 動消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。 查詢式按鍵及其接口 按照鍵盤與 CPU 的連接方式可以分為查詢按鍵和矩陣式鍵盤。查詢式按鍵是各按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線上按鍵的工作狀態(tài)。查詢式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時， I/O 口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場合。 矩陣式鍵盤及其接口 矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有 n 個行線和 m 個列線，經(jīng)限流電阻接 +5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上， nm 行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成 mn 個按鍵，組成一個西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)論文設(shè)計 14 鍵盤。與獨(dú)立式按鍵相比， mn 個按鍵只占用 m+n 根 I/O 口線，因此適用于按鍵較多的場合。 當(dāng)無鍵閉合時，相應(yīng)的 I/O 之間開路。當(dāng)有鍵閉合時，與閉合鍵相連接的兩條 I/O 口線之間短路。判斷有無鍵按下的方法是：第一步，置列線相關(guān) I/O 口為輸入態(tài)，從行線相對應(yīng)的 I/O 口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，置行線相關(guān) I/O 口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。綜合一二兩步的結(jié)果， 可確定按鍵編號。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。 鍵盤掃描控制方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對鍵盤的處理工作僅是 CPU 工作內(nèi)容的一部分， CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入輸出操作，因此鍵盤處理工作既不能占用CPU 太多時間，又需要 CPU 對鍵盤操作及時作出響應(yīng)。 CPU 對鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種： 1. 程序控制掃描方式 程序控制掃描方式是在 CPU 工作空余，調(diào)用鍵盤掃描子程序，響應(yīng)鍵輸入信號要求。 2. 定時控制掃描方式 定時控制掃描方式是利用定時 /計數(shù)器每隔一段時間產(chǎn)生定時中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵閉合時轉(zhuǎn)入該鍵的功能子程序。 3. 中斷控制掃描方式 中斷控制掃描方式是利用外部中斷源，響應(yīng)輸入信號。當(dāng)無按鍵按下時，CPU 執(zhí)行正常工作程序。當(dāng)有按鍵按下時， CPU 立即產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)子程序中掃描鍵盤，判斷是哪一個鍵被按下，然后執(zhí)行該鍵的功能子程序。這種控制方式克服了前兩種控制方式