【文章內容簡介】 2 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中， Vcc1 連接到備份電，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數據。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 中較大者供電。當 Vcc2 大于 單片機課程設計 8 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電；當 Vcc2 小于 Vcc 時， DS13026 由 Vcc1供電。 DS1302 數據操作原理 DS1302 在任何數據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，數據在 SCLK 的上升沿被輸入。無論是讀周期還是寫周期，開始 8 位指定 40 個寄存器中哪個將被訪問到。在開始 8 個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數據，在寫操作是寫入時寫入數據。時鐘脈沖的個數在單字節(jié) 方式下為 8 加 8，在多字節(jié)方式下為 8 加字節(jié)數，最大可達 248 字節(jié)數。 如果在傳送過程中置 RST 腳為低電平，則會終止本次數據傳送，并且 I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc 大于等于 ,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 內部結構圖如圖 33 所示，表 32 為各引腳的功能。 電源控制輸入移位寄存器實時時鐘31 8 RAM振蕩器與分頻器命令與控制邏輯Vcc 1Vcc 2GNDI / OSCLKRSTX 1 X 232 . 768 KHz 圖 33 DS1302內部結構 表 32 DS1302引腳功能 引腳號 引腳名稱 功 能 1 Vcc2 主電源 2,3 X1， X2 振蕩源，外界 晶振 4 GND 地線 單片機課程設計 9 5 RST 復位 /片選線 6 I/O 串行數據輸入 /輸出端 (雙向 ) 7 SCLK 串行數據輸入端 8 Vcc1 后備電池 DS1302 的控制字如圖 34 所示?？刂谱止?jié)的最高位（位 7）必須是邏輯 1；如果它為 0，則不能把數據寫入到 DS1302 中。位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數據；為 1 表示存取 RAM 數據。位 5～ 1（ A4～ A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位 0）如為 0，表示要進行寫操作；為 1 表示進行讀操作?？刂谱止?jié)總是 從最低位開始輸入 /輸出。 圖 34 DS1302的控制字 為了提高對 32 個地址的尋址能力（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)定讀或寫。在時鐘 /日歷寄存器中的地址 9～ 31 或 RAM 寄存器中的地址 31不能寄存數據。在多字節(jié)方式中，讀或寫從地址 0 的位 0 開始。必須按數據傳送的次序寫最先的 8 個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫 RAM 時，為了傳送數據不必寫所有 31 字節(jié)。不管是否寫了全部 31 字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至RAM。 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數據位為 BCD 碼形式。其日歷、時間寄存器及其控制字見表 33，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作。 表 33 內部寄存器地址和內容 積存器名 命令字節(jié) 取值范圍 積存器內容 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒積存器 80H 81H 00~59 CH 10S SEC 單片機課程設計 10 分積存器 82H 83H 00~59 0 10 min MIN [小 ]時積存器 84H 85H 00~23 或 01~12 12/24 0 10A/P HR HR 日積 存器 85H 87H 01~28， 29， 30， 31 0 0 10DATE DATE 月積存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH 周積存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY 年積存器 8CH D3H 00~99 10YEAR YEAR 時鐘暫停：秒寄存器的位 7 定義位時鐘暫停位。當它為 1 時， DS1302 停止震蕩，進入低功耗的備份方式。通常在對 DS1302 進行寫操作時（如進入時鐘調整程序），停止震蕩。當它為 0 時，時鐘將開始啟動。 AM－ PM/12－ 24[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 是 AM/PM 位，此位是高電平時表示 PM低電平表示 AM。在 24[小 ]時方式下，位 5為第二個 10[小 ]時位（ 20～ 23h）。 DS1302 的晶震選用 ，電容推薦值為 33pF，因為震蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。 本系統(tǒng)即采用了 DS1302 時鐘芯片，其外部電路如圖 35 所示 。其中 VCC2接 5V 系統(tǒng)穩(wěn)壓電源， VCC1 接備用干電池， SCLK、 I/O、 RST 端口與主控制 器相對應的端口相連接， X X2 外界晶振。 圖 35 時鐘電路 顯示電路的設計 顯示部分采用普通的共陰極數碼管顯示，采用動態(tài)掃描，以減少硬件電路。 單片機課程設計 11 為了減少 I/O 接口，在使用兩個 LG3641 共陰極數碼管的情況下，采用 2 片74HC573 分別作為數碼管的驅動，輸出位選和段選信號驅動數碼管顯示相應內容。 數碼管的一種是半導體發(fā)光器件，數碼管可分為七段數碼管和八段數碼管，區(qū)別在于八段數碼管比七段數碼管多一個用于顯示小數點的發(fā)光二極管單元 DP（ decimal point），其基本單元是發(fā)光二極管。 本系統(tǒng)采 用動態(tài)顯示驅動。動態(tài)顯示驅動是將所有數碼管通過分時輪流控制各個數碼管的的 COM 端，就使各個數碼管輪流受控顯示。將所有數碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極 COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。 圖 36 74HC573引腳圖 74HC573 包含八進制 3 態(tài)非反轉透明鎖存器，是一種高性能硅門 CMOS 器件。 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣，其引腳圖見圖 36。器件的輸入是和標準 CMOS 輸出兼容的，加上拉電阻他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存。 本系統(tǒng)所采用的顯示電路接線圖如圖 37 所示。其中，第一片 74LS573 作為數碼管的段碼驅動，輸入端與單片機的 P0 口相連接，輸出端接八位共陰數 碼管相應的段碼輸入端（ adp） ,端口 C 與單片機相應的段碼輸出端相連接， VCC 接主電源， GND、 OC 接地。相應的，第二片 74LS573 作為數碼管的位碼驅動，輸 單片機課程設計 12 入端與單片機的 P0 口相連接，輸出端接八位共陰數碼管相應的位碼端口相連接，CC 接主電源， GND、 OC 接地。 圖 37 數碼管顯示電路 鍵盤接口的設計 由于按鍵有 8 個，用普通按鈕接 10K 上拉電阻，用查詢法完成讀鍵功能。其線路連接圖下圖所示。 圖 38 按鍵電路 4 系統(tǒng)軟件設計 本系統(tǒng)軟件分為主程序、中斷服務程序、子程序三個模塊進行編寫。 由于本 單片機課程設計 13 系統(tǒng)程序相對來講比較簡單，用輪詢法對鍵盤進行反復掃描，用中斷法進行數碼管顯示，每隔一段時間，定時器向 CPU 申請中斷，調用中斷服務子程序，根據當前的鍵值，顯示日期、時間或者周秒。而子程序為一些常用的延時函數、顯示函數等。 主程序設計 由于本系統(tǒng)程序相對來講比較簡單，主程序流程圖如圖 41 所示。系統(tǒng)上電啟動后，定義后續(xù)過程中要使用到的全局變量，對定時器和 DS1302 進行初始化之后，進入主循環(huán)對鍵盤進行掃描，若檢測到有按鍵按下，進入相應的鍵處理程序；若沒有檢測到按鍵按下，繼續(xù)掃描鍵盤。 定義全局變量NY取得相應的鍵值 ？開始定時器初始化DS 1302 初始化調用鍵盤掃描程序執(zhí)行相應的鍵處理程序 圖 41 主程序流程圖 中斷服務程序設計 定時器 0 定時時間到，向 CPU 申請中斷而進入中斷服務程序。進入中斷服務程序后，先清中斷標志位，再對定時器 0 賦初始值，接著調用數碼管掃描子程序達到數碼管動態(tài)顯示的目的，延時 100ms 后，讀標志位置 1，這里的 “讀 ”是指從時鐘芯片 DS1302 中讀取相關數據。 單片機課程設計 14 清中斷標志位開始定時器賦初值調用數碼管掃描子程序延時 100 ms讀標志位置 1結束 圖 42 中斷服務程序流程圖 子程序設計 延時子程序 此延時子程序可用于對延時時間不是 特別精確的場合，其程序流程圖如圖43 所示，主體是一個循環(huán)結構，先對 t 賦初始值 255，通過循環(huán)執(zhí)行“ t”指令而達到延時的目的。 定義變量 t=255NYt=0?開始t結束 圖 43 延時子程序流程圖 數碼管動態(tài)掃描子程序 本系統(tǒng)使用 8 位八段共陰極數碼管用于顯示時間和日期，而 74LS73 作為數碼管的驅動芯片，如要控制數碼管的顯示只需要用程序控制 74LS73 即可。子程序中定義 i 為需要顯示的位數，通過對段碼和位碼的鎖存達來到數碼管動態(tài)顯示的目的。