【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，數(shù)秒即可完成一片 。 （ 8） 具有 EEPROM 功能 。 5 （ 9） 具有 看門(mén)狗 功能 。 （ 10） 共 3個(gè) 16位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。即 定時(shí)器 T0、 T T2。 （ 11） 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 。 （ 12） 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時(shí)器 軟件 實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 （ 13） 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃ （商業(yè)級(jí)） 。 （ 14） PDIP 封裝 [5]。 DS12C887 （ 1） 器件特性 ： DS12C887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片功能豐富，可以用來(lái)直接代替 IBM PC 上的時(shí)鐘日歷芯片DS12887，同時(shí)，它的管腳也和 MC146818B、 DS12887 相兼容。 由于 DS12C887 能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，其內(nèi)部又增加了世紀(jì)寄存器，從而利用硬件電路解決了 “千年 ”問(wèn)題； DS12C887 中自帶有鋰電池，外部掉電時(shí)，其內(nèi)部時(shí)間信息還能夠保持 10 年之久；對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄，有 12 小時(shí)制和 24 小時(shí)制兩種模式。在 12小時(shí)制模式中，用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午 ；時(shí)間的表示方法也有兩種，一種用二進(jìn)制數(shù)表示，一種是用 BCD 碼表示； DS12C887 中帶有128字節(jié) RAM，其中有 11 字節(jié) RAM用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息， 4字節(jié) RAM用來(lái)存儲(chǔ) DS12C887的控制信息，稱(chēng)為控制寄存器， 113直接通過(guò) RAM使用戶(hù)使用；此外用戶(hù)還可對(duì) DS12C887進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并可對(duì)其內(nèi)部的三路中斷通過(guò)軟件進(jìn)行屏蔽 [6]。 （ 2） 引腳功能 ： DS12C887 的引腳圖排列如圖 所示，各管腳說(shuō)明如下： GND、 VCC：直流電源，其中 VCC 接 +5 輸入， GND 接地，當(dāng) VCC 輸入為 +5V 時(shí) ，用戶(hù)可以訪問(wèn) DS12C887 內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)，并可對(duì)其進(jìn)行讀、寫(xiě)操作；當(dāng) VCC 的輸入小于 + 時(shí)，禁止用戶(hù)對(duì)內(nèi)部 RAM 進(jìn)行讀、寫(xiě)操作，此時(shí)用戶(hù)不能正確獲取芯片內(nèi)的時(shí)間信息；當(dāng) VCC 的輸入小于 +3 時(shí)， DS12C887 會(huì)自動(dòng)將電源轉(zhuǎn)換到內(nèi)部自帶的鋰電池上，以保證內(nèi)部的電路能夠正常工作。 MOT：模式選擇腳， DS12C887 有兩種工作模式，即 Motorola 模式和 Intel模式，當(dāng)MOT接 VCC 時(shí)，選用的工作模式是 Motorola 模式，當(dāng) MOT接 GND 時(shí)，選用的是 Intel模式。本文主要討論 Intel模式。 6 圖 DS12C887 引腳圖 SQW：方波輸出腳，當(dāng)供電電壓 VCC 大于 時(shí)， SQW 腳可進(jìn)行方波輸出，此時(shí)用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)控制寄存器編程來(lái)得到 13 種方波信號(hào)的輸出。 AD0～ AD7：復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線，該總線采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，在總線周期的前半部分，出現(xiàn)在 AD0～ AD7 上的是地址信息，可用以選通 DS12C887 內(nèi)的 RAM，總線周期的后半部分出現(xiàn)在 AD0～ AD7 上的數(shù)據(jù)信息。 AS：地址選通輸入腳，在進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)， AS 的上升沿將 AD0～ AD7 上出現(xiàn)的地址信息鎖存到 DS12C887 上，而下一 個(gè)下降沿清除 AD0～ AD7 上的地址信息，不論是否有效， DS12C887 都將執(zhí)行該操作。 DS/RD：數(shù)據(jù)選擇或讀輸入腳，該引腳有兩種工作模式，當(dāng) MOT接 VCC 時(shí)，選用Motorola 工作模式，在這種工作模式中，每個(gè)總線周期的后一部分的 DS 為高電平，被稱(chēng)為數(shù)據(jù)選通。在讀操作中， DS 的上升沿使 DS12C887 將內(nèi)部數(shù)據(jù)送往總線 AD0～ AD7上，以供外部讀取。在寫(xiě)操作中， DS 的下降沿將使總線 AD0～ AD7 上的數(shù)據(jù)鎖存在DS12C887 中；當(dāng) MOT接 GND 時(shí)，選用 Intel 工作模式，在該模式中，該引腳是讀允許輸入 腳，即 Read Enable。 R/W：讀 /寫(xiě)輸入端，該管腳也有 2 種工作模式，當(dāng) MOT 接 VCC 時(shí)， R/W 工作在Motorola 模式。此時(shí)，該引腳的作用是區(qū)分進(jìn)行的是讀操作還是寫(xiě)操作，當(dāng) R/W 為高電平時(shí)為讀操作， R/W 為低電平時(shí)為寫(xiě)操作；當(dāng) MOT接 GND 時(shí)，該腳工作在 Intel 模式，此時(shí)該作為寫(xiě)允許輸入，即 Write Enable。 CS：片選輸入，低電平有效。 IRQ：中斷請(qǐng)求輸入，低電平有效，該腳有效對(duì) DS12C887 內(nèi)的時(shí)鐘、日歷和 RAM中的內(nèi)容沒(méi)有任何影響，僅對(duì)內(nèi)部的控制寄存器有影響，在典型的應(yīng) 用中， RESET可以 7 直接接 VCC，這樣可以保證 DS12C887 在掉電時(shí)，其內(nèi)部控制寄存器不受影響。 在 DS12C887 內(nèi)有 11 字節(jié) RAM 用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息， 4 字節(jié)用來(lái)存儲(chǔ)控制信息，其具體的地址及取值如表 所列。 由表 可以看出： DS12C887 內(nèi)部有控制寄存器的 AB等 4 個(gè)控制寄存器，用戶(hù)都可以在任何時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行訪問(wèn)以對(duì) DS12C887 進(jìn)行控制操作 [7]。 表 DS12C887 的存儲(chǔ)功能 地址 功能 取值范圍十進(jìn)制數(shù) 取值范圍 二進(jìn)制 BCD 碼 0 秒 059 003B 0059 1 秒鬧鐘 059 003B 0059 2 分 059 003B 0059 3 分鬧鐘 059 003B 0059 4 12 小時(shí)模式 112 010C AM 818C PM 0112 AM 8192 PM 24 小時(shí)模式 023 0017 0023 5 時(shí)鬧鐘， 12 小時(shí)制 112 010C AM 818C PM 0112 AM 8192 PM 時(shí)鬧鐘， 24 小時(shí)制 023 0017 0023 6 星期幾（星期天 =1） 17 0107 0107 7 日 131 011F 0131 8 月 112 010C 0112 9 年 099 0063 0099 10 控制寄存器 A 11 控制寄存器 B 12 控制寄存器 C 13 控制寄存器 D 50 世紀(jì) 099 NA 19， 20 8 DS18B20 DSl8B20 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20 僅需一條線 (和地線 )。 DSl8B20 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè) DSl8B20 在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè) DSl8B20 可以存放在 同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。 DSl8B20 的測(cè)量范圍從 55℃ 到 +125℃ ，增量值為 ℃ ，可在 ls(典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字 [8]。 每一個(gè) DSl8B20 包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)值存放在 DSl8B20 內(nèi)部的ROM(只讀存貯器 )中。開(kāi)始 8 位是產(chǎn)品類(lèi)型編碼 (DSl8B20 編碼均為 10H)。接著的 48 位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)。最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼。 DSl8B20 中還有用于貯存測(cè)得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 RAM，編號(hào)為 0 號(hào)和 1 號(hào)。 1 號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)，如果溫度為負(fù) (℃ )，則 1 號(hào)存貯器 8 位全為 1，否則全為 0。 0 號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼， LSB(最低位 )的 “1”表示 ℃ 。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2 就得到被測(cè)溫度值 (55℃ ——125℃ )。 DSl8B20 的引腳如圖 所示。每只 DS18B20 都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)；采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快 [9]。 圖 DS18B20 引腳圖 DS18B20 電路圖如圖 所示： 9 圖 DS18B20 電路圖 74HC138 74HC138 是一款高速 CMOS 器件， 74HC138 引腳兼容低功耗肖特基 TTL（ LSTTL）系列。 74HC138 譯碼器可接受 3 位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（ A0, A1 和 A2），并當(dāng)使能時(shí)，提供 8 個(gè)互斥的低有效輸出（ Y0 至 Y7）。 74HC138 特有 3 個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（ E1和 E2）和一個(gè)高有效（ E3）。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高，否則 74HC138 將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC138 芯片和 1 個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè) 132（ 5 線到 32 線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則 74HC138 亦可充當(dāng)一個(gè) 8 輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài) [10]。 74HC138 與 74HC238 邏輯功能一致，只不過(guò) 74HC138 為反相輸出。 74HC138 的功能表如 表 所示： 表 74HC138 功能表 10 74HC138 引腳圖如圖 所示： 圖 74HC138 引腳圖 74HC595 74HC595是硅結(jié)構(gòu)的 CMOS器件，兼容低電壓 TTL電路，遵守 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)。 74HC595是具有 8 位 移位寄存器 和一個(gè) 存儲(chǔ)器 ，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和 存儲(chǔ)器 是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在 SHcp 的上升沿輸入到 移位寄存器 中，在 STcp 的上升沿輸入到存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ Ds），和一個(gè)串行輸出（ Q7’） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時(shí)（為低電平）， 存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 [11]。 8 位串行輸入 /輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài)。三態(tài)。 將串行輸入的 8 位數(shù)字，轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數(shù)字，例如控制一個(gè) 8 位數(shù)碼管，將不會(huì)有閃爍。 特點(diǎn)： 8 位串行輸入 /8 位串行或并行輸出；存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài)；輸出寄存器（三態(tài)輸出：就是具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態(tài)的門(mén)電路。）可以直接清除 100MHz的移位頻率 [12]。 引腳說(shuō)明： Q0Q7： 8 位并行數(shù)據(jù)輸出，其中 Q0 為第 15 腳 。 GND：第 8 腳，地 。 Q7’：第 9 腳，串行數(shù)據(jù)輸出 。 MR：第 10 腳，主復(fù)位（低電平） 。 SHCP：第 11 腳，移位寄存器時(shí)鐘輸入 。 STCP：第 12 腳，存儲(chǔ)寄存器時(shí)鐘輸入 。 11 OE：第 13 腳，輸出有效（低電平） 。 DS：第 14 腳，串行數(shù)據(jù)輸入 。 VCC：第 16 腳，電源 。 74HC595 引腳圖如圖 所示： 圖 74HC595 引腳圖 系統(tǒng)各個(gè)模塊硬件電路介紹 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖如圖 所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 12 以 STC89C52 單片機(jī)為核心，選用 12MHZ的晶振，由于晶振的頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快， 但考慮到單片機(jī)的運(yùn)行速度快會(huì)導(dǎo)致對(duì)存儲(chǔ)器的要求就會(huì)變高，因此 12MHZ晶振為最佳選擇。外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但是外接電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，因此我們選用 30pF 的電容作為起振電容。復(fù)位電路為按鍵高電平復(fù)位，當(dāng)按鍵按下， RES 端為高電平，當(dāng)高電平持續(xù)4us 的時(shí)間就可以使單片機(jī)復(fù)位 [13]。 DS12C887 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 DS12C887 時(shí)鐘芯片定時(shí)及計(jì)時(shí)功能， DS12C887 時(shí)鐘芯片共需要 13條信號(hào)線。 GND、 VCC：直流電源，其中 VCC 接 +5V 輸入， GND 接地。 MOT：模式選擇腳，本系統(tǒng)采用 Intel模式。 SQW：方波輸出腳，當(dāng)供電電壓 VCC 大于 時(shí)， SQW 腳可進(jìn)行方波輸出。 AD0～ AD7：復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線，該總線采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)，在總線周期的前半部分，出現(xiàn)在 AD0～ AD7 上的是地址信息，可用以選通 DS12C887 內(nèi)的 RAM，總線周期的后半部分出現(xiàn)在 AD0～ AD7 上的數(shù)據(jù)信息。 AS：地址選通輸入腳。