【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 這種結(jié)構(gòu)才使得 ATMEGA16 芯片代碼效率大大提高，并且使得 ATMEGA16 芯片具有比普通的 CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)）微控制器更高的數(shù)據(jù)吞吐率，最高可達(dá)十倍。 ATMEGA16 芯片有許多令人驚喜的特點(diǎn)，主要包括 16K 字節(jié)的 Flash， 512 字節(jié)的 EEPROM， 1K 字節(jié)的 SRAM。 ATMEGA16 芯片具有 32個(gè)通用 I/O 口，并且?guī)缀趺總€(gè) I/O 都有第二功能。 ATMEGA16 芯片支持片內(nèi)編程與調(diào)試，具有可編程串行 USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步 /異步串行接收 /發(fā)送器， USART是一個(gè)全雙工通用同步 /異步串行收發(fā)模塊，該接口是一個(gè)高度靈活的串行通信設(shè)備 )。 ATMEGA16 的引腳大都有第二功能，這是比 51 系列單片機(jī)先進(jìn)的地方，需要第二功能時(shí)可以直接連在該引腳上便可方便使用 。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要使用了 B 區(qū)引腳即完成了電子鐘的基本功能。 其中， PB0 當(dāng)做 LCD 液晶屏背景燈光使能引腳， PB1 連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 的時(shí)鐘引腳 SCK， PB2 連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 的數(shù)據(jù)引腳 I/O， PB3 連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302的復(fù)位引腳 RST。 PB4 連接液晶屏 LCD5110 的 CS引腳， PB5 連接液晶屏 LCD5110 的 總線主 機(jī)輸出 / 從 機(jī) 輸入 引腳，此處應(yīng)用了單片機(jī)引腳的第二功能， PB6 連接液晶屏 LCD5110 的 數(shù)據(jù)或命令引腳 D/C， PB7 連接液晶屏 LCD5110 的 時(shí)鐘引腳 CLK。 PB8 連接液晶屏 LCD5110 的外部復(fù)位輸入引腳 RESET。 圖 31 ATMEGA16 引腳圖 河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 秒計(jì)時(shí)電路 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇 美國(guó) DALLAS 公司 生產(chǎn) 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302 來(lái)完成 秒計(jì)時(shí)板塊 工作。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 以其接口簡(jiǎn)單，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，帶充電功能，使用方便，低功耗以及工作電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)， 還 具有閏年補(bǔ)償功能。 芯片內(nèi)部集成了可編程日歷時(shí)鐘和 31個(gè)字節(jié)大小的靜態(tài) RAM， 有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器 。芯片 采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信， 還可以 用突發(fā) 的 方 式 一次性傳輸不止一 字節(jié)的 RAM 數(shù)據(jù)或 時(shí)鐘信號(hào)。 DS1302 芯片 有主電源和備份電源雙引腳 ， 還具有對(duì)備份電池進(jìn)行 涓細(xì)電流充電的能力 ，可有效延長(zhǎng)備份電池的使用壽命 ，備份電源可由大容量電容（＞ 1F）來(lái)替代。需要特別指出的是 ， DS1302 芯片的工作 需要使用 的晶振。 各個(gè)引腳的功能是： 圖 32 DS1302 引腳 ? VCC1 ：電源輸入引腳，單電源供電時(shí)接 VCC1 腳，雙電源供電時(shí)用于接備份電源。 ? VCC2 ：電源輸入引腳，雙電源供電時(shí)用于接主電源。 ? GND：接地引腳。 ? RST： 控制移位寄存器 /復(fù)位引腳 ? SCLK：串行時(shí)鐘輸入引腳 ? X1： 晶振輸入引腳 ? X2： 晶振輸出引腳 ? I/O：數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 的 X1 和 X2 引腳用于外接 千赫茲的石英晶振，產(chǎn)生的振蕩河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 源提供給芯片內(nèi)部電路計(jì)時(shí)使用。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 采用三線串行接口方式。外部控制電路可以通過(guò) RST、 SCLK 和 I/O 引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。其中， RST 引腳為通信允許信號(hào)，低電平有效，即 RST=0 允許通信， RST=1 時(shí)禁止通信。 SCLK 引腳為串行數(shù)據(jù)的位同步脈沖信號(hào) ，I/O 引腳為雙向串行數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 的備份電池可選用可充電 鎳鎘電池或者 1 uF 以上的超容量電容。 DS1302 內(nèi)部的涓流充電器在主電壓工作正常時(shí)向備份電池充電， 理論上說(shuō) ， 系統(tǒng)主電源的工作電壓 應(yīng)該 稍微高 于 備份電池電壓 ，否則無(wú)法充電。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，整個(gè)電路使用了兩種電源， 主 電源將為整個(gè)電路供電 ，還有 DS1302 的備用電源。當(dāng)主 電源被切斷后， DS1302 啟用 備用 電源，可以保持 DS1302 繼續(xù)工作。當(dāng) 主 電源恢復(fù)供電，LCD 液晶屏可以 依舊顯示當(dāng)前時(shí)間，而不會(huì)因?yàn)閿嚯娛瓜到y(tǒng)復(fù)位到初始化時(shí)間，避免了 重新校時(shí)的麻煩 。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 為從器件，接受從外部位處理器的命令來(lái)完成功能設(shè)定以及控制數(shù)據(jù)傳輸。 外部處理器通過(guò)命令字節(jié)完成操作，首先向 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 寫入一個(gè)命令字節(jié)，接著是數(shù)據(jù)字節(jié)。 表 31 DS1302 命令字節(jié)的格式表 位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定義 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 其中， 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 命令字節(jié)各位的含義如下。 ? 命令字節(jié)的最高位 D97 始終為 1. ? RAM/CK 位（ D6 位）： DS1302 片內(nèi)隨機(jī)存儲(chǔ)器 /時(shí)鐘選擇位，當(dāng) RAM/CK=1 時(shí)，為隨機(jī)存儲(chǔ)器操作 ， A4～ A0 的范圍為 0～ 30；當(dāng) RAM/CK=0 時(shí)，為時(shí)鐘操作 ， 定義時(shí)鐘和其他寄存器的地址。 A4～ A0 的范圍為 0～ 6， 由低到高位分別 為秒、分、時(shí)、日、月、星期、年的寄存器 。 ? A4～ A0(D5～ D1)：片內(nèi)日歷時(shí)鐘寄存器或隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址選擇位。 ? RD/W 位（ D0）： DS1302 讀寫控制位。當(dāng) RD/W=1 時(shí)，為讀操作；當(dāng) RD/W=0 時(shí)，為寫操作。 時(shí)鐘操作時(shí)， DS1302 共有秒寄存器、分寄存器、小時(shí)寄存器、日寄存器、月寄存器、星期寄存器、年寄存器，這些寄存器 與 日歷 、時(shí)間相關(guān)， 保存了時(shí)鐘信息 ，存放的數(shù)據(jù)格式為河北師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 BCD 碼形式。有兩點(diǎn)值得注意，第一是秒寄存器的第七位定義為暫停標(biāo)志，當(dāng)該位 設(shè) 置 為 1時(shí)， 芯片將停止振蕩時(shí)鐘 ；當(dāng)該位置 0 時(shí)，始終開始運(yùn)行 。 第二是小時(shí)寄存器的第七位用于定義 DS1302 是運(yùn)行十二小時(shí)模式還是二十四小時(shí)模式，當(dāng)該位置 1時(shí)，選擇十二小時(shí)模式，當(dāng)該位置 0 時(shí)，選擇二十四小時(shí)模式。 RAM 操作負(fù)責(zé)讀寫 DS1302 的片內(nèi) RAM存儲(chǔ)器。當(dāng)選擇片內(nèi) RAM 操作時(shí)，命令字節(jié)中 A4～A0 位用于表示片內(nèi) RAM單元地址，地址范圍