【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 口線，名稱(chēng) 為 ～ 林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱(chēng)為 ～ ? P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫(xiě)入 “1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時(shí)， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在 Flash ROM 編程時(shí)， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流 (I/L )。 此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， p1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 引腳號(hào)第二功能： t2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 t2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 t2ex（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 t2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） mosi（在線系統(tǒng)編程用） miso（在線系統(tǒng)編程用） sck（在線系統(tǒng)編程用） ? P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 邏輯電平輸入。對(duì) p2 端口寫(xiě)入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平， 這時(shí)可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 “MOVX @DPTR”指令）時(shí)， P2 送出高 8 位地址。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 “MOVX @R1”指令）華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專(zhuān)用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。對(duì) p3 端口寫(xiě)入 “1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流 (I/L )。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， p3 口也接收一些控制信號(hào)。 引腳號(hào)第二功能： rxd(串行輸入口 ) txd(串行輸出口 ) into(外 中斷 0) int1(外中斷 1) to(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) t1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) ? RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ? ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是： 每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ? 對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ? 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 ? PSEN——程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在 此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 ? EA/VPP——外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000hffffh），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 lb1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 ea 端狀態(tài)。 ? 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 ? flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12v 編程電壓 VPP。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主 要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫(xiě) Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時(shí)鐘電路 本電路采用 DS1302 時(shí)鐘芯片， DS1302 主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通的 32768Hz 晶振，兩個(gè)電源 Vcc1 及 Vcc2 接電源 VDD，這樣如果沒(méi)有交流電的供電也可以由可充電電池供電，起了掉電保護(hù)，防止數(shù)據(jù)丟失。 2 腳 X1（晶振引腳）及 3 腳 X2（晶振引腳）接 32768Hz 的晶振， DS1302 的 7 腳 CLK（串行時(shí)鐘輸入引腳）與單片機(jī)的 相連， 6 腳 I/O（數(shù)據(jù)輸入輸出引腳）與單片機(jī)的 相連， 5 腳 RET（復(fù)位引腳）與單片機(jī)的 相連。 DS1302 與單片機(jī)的連接僅需要 3 條線： CE 引腳、 SCLK 串行時(shí)鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳，華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 Vcc2 為備用電源，外接 晶振，為芯片 提供計(jì)時(shí)脈沖。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302VCC12Y112P2Header 2batterbatterSCLKCS1302電池 圖 時(shí)鐘電路原理圖 現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302 是美國(guó)DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。 它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。它可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 ? 1） 、 DS1302 芯片的引腳說(shuō)明 圖 DS1302 芯片的引腳圖 林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 Vcc1 、 VCC2（ 1） ： 其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 X X2（ 3） ： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST（ 5） ： RST 是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)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(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作 。如果在傳送過(guò)程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 I/O (6) ： 串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 SCLK(7) ： 時(shí)鐘輸入端。 ? 2） 、 DS1302 芯片的工作原理 ① DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如圖 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(xiě)入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫(xiě)操作， 位 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。 圖 DS1302 的控制字節(jié) ② 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開(kāi)始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 ③ DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放數(shù)據(jù)為 BCD 碼形式 ,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表 。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 表 DS1302 的日歷、時(shí)間寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫(xiě)操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時(shí)寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10/AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IQM MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)：一類(lèi)是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè) 單元組態(tài)為一個(gè) 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(xiě)操作；另一類(lèi)為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫(xiě) )、 FFH(讀 )。 ④ DS1302 與 CPU 的連接 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè) 的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用CPU 一個(gè)口線即可。 DS1302 存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒(méi)有具體的時(shí)間記錄，因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無(wú)法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢(xún)等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測(cè)林思波：基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 控系統(tǒng)可能 不允許。但是，如果在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片 DS1302，則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。 3. 復(fù)位