【文章內(nèi)容簡介】 引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 引腳功能及結(jié)構(gòu) RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(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≥，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為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， SCLK始終是輸入端。 圖31 DS1302的引腳圖 DS1302的控制字節(jié) DS1302 的控制字如下圖所示?？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)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。圖32 DS1302的控制字節(jié) 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)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。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。 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)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表31。 表31 日歷、時(shí)間寄存器及其控制字寄存器名稱命令字取值范圍各位內(nèi)容寫操作讀操作76543210秒寄存器80H81H0059CH10SECSEC分寄存器82H83H00—59010MINMIN時(shí)寄存器84H85H0112或002312/24010HRHR日寄存器86H87H0028 29 30 310010DATADATA月寄存器88H89H011200010MMONTH周寄存器8AH8BH010700000DAY年寄存器8CH8DH009910YEARYEAR 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：一類是單個(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)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 編程方法DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護(hù)；D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5～D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。 在DS1302的時(shí)鐘日歷或RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類:一類是單個(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)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)。 I2C總線的簡述I2C(interintegated cirvuit)總線由PHILIPS公司提出，它采用兩線式串行總線，用于微處理器與外圍器件的連接。 I2C總線的特點(diǎn)：I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。SDA為數(shù)據(jù)線，SCL為時(shí)鐘線。SDA是雙向的，即每個(gè)器件必須以O(shè)C或OD方式連接。對(duì)于多主控器件的總線，SCL也是雙向的，但對(duì)于單一主控器件的總線，SCL可以是單向的，即可以采用非OC方式連接。I2C總線備用時(shí)SDA和SCL都必須保持高電阻高電平狀態(tài)，只有關(guān)閉I2C總線時(shí)才會(huì)將SCL鉗位于低電平。在I2C總線上進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，各I2C器件均并聯(lián)在這兩條總線上，但就像電話機(jī)只有在撥通被叫方的號(hào)碼時(shí)才與之通信一樣，所以每一個(gè)器件都有唯一的地址。為了掛在總線上的所有器件的輸出都能實(shí)現(xiàn)“與”的邏輯功能[13]。在I2C總線上每傳送一位數(shù)據(jù)都有一個(gè)時(shí)鐘脈沖與之對(duì)應(yīng)，其邏輯“0”和“1”的信號(hào)電平值取決于該點(diǎn)的電源電壓值。在I2C總線上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，在SCL高電平期間SDA上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平為1，低電平為0。只有SCL為低電平時(shí)，才允許SDA的電平狀態(tài)變化，如表34所示：圖33 電平狀態(tài)變化I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號(hào)；起始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)停止信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，停止傳送數(shù)據(jù)應(yīng)答信號(hào)：接收信號(hào)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出特定的低電平脈沖，表示收到數(shù)據(jù)。主器件向從器件發(fā)出一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，等待從器件發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，主器件接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況決定是否繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。若收不到應(yīng)答信號(hào)，即可判斷為從器件出現(xiàn)故障。 I2C的基本操作：發(fā)送控制字節(jié)到總線的器件被稱為主器件，接收控制字節(jié)的稱從器件。I2C總線必須由主器件控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘SCL控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生起始和停止位，如表35所示：圖34 時(shí)鐘及控制圖器件之間的數(shù)據(jù)通信是通過主器件向從期器件發(fā)出一系列都是由控制字節(jié)開始，隨后是地址和數(shù)據(jù)字節(jié)。一個(gè)傳送系列有多少字節(jié)與具體命令有關(guān)。控制字節(jié)在起始信號(hào)之后是控制字節(jié)，其中bit7bir4為器件的類型識(shí)別符。Bit3bit1為片選，與器件的3個(gè)引腳A2A0對(duì)應(yīng)，改變其邏輯電平即可改變器件所設(shè)地址，當(dāng)器件的A2A0引腳設(shè)置與所傳送的bit3bit1相同時(shí)，器件被選中。Bit0為讀、寫選擇位，1為讀操作，0為寫操作。通常將A2A0均接地，則相應(yīng)的地址為000B；如為寫，則控制字節(jié)為A0H；如為讀，則控制字節(jié)為A1H，如下圖：表32 控制位具體表示Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0器件類型識(shí)別碼器件地址碼讀寫控制位1010A2A1A00寫 1讀寫操作寫操作有寫字節(jié)和寫頁兩種操作。對(duì)于寫頁，可以連續(xù)寫多個(gè)數(shù)據(jù)。但各器件連續(xù)寫數(shù)據(jù)的最大字節(jié)數(shù)不一樣，寫字節(jié)操作時(shí)如下所示：圖35 寫操作第一個(gè)字節(jié)為控制字節(jié)，第二個(gè)是寫入地址，第三個(gè)是寫入數(shù)據(jù)讀操作讀取數(shù)據(jù)有三種操作，即隨機(jī)讀，當(dāng)前地址讀和順序讀，分別用于讀取指定地址的數(shù)據(jù)，讀取當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)和讀取連續(xù)的數(shù)據(jù)。如下所示：圖36 讀操作即先用寫命令將待讀的地址寫入，然后用順序讀命令將數(shù)據(jù)讀出。這里，使用寫命令時(shí)并不需要寫入數(shù)據(jù)，中間也不經(jīng)過停止位。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器的概述24C64是Atmel公司生產(chǎn)的串行EEPROM，其數(shù)據(jù)讀、寫無安全防護(hù)機(jī)制。支持I2C雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。按照I2C總線的規(guī)定，控制字節(jié)的bit3bit0為器件的地址碼，如I2C總線上只有一個(gè)器件時(shí)，通常將器件的A2A0引腳接地，訪問時(shí)將bit3bit0均取零即可。最低位（bit0）是讀寫控制位，取高電平為讀、低電平為寫。表33 24C64控制位型號(hào)容量（Kbit）Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0AT24C64641010A2A1A00/1Bit=0為寫；bit=1為讀系統(tǒng)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器采用串行E2PROM——24C64。24C64遵從I2C總線協(xié)議，通過數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SLA兩根線直接與單片機(jī)相連，不需要其它器件和外圍電路。它具有64Kbit的位存儲(chǔ)容量，按8位一個(gè)字節(jié)的方式可提供8K字節(jié)的存儲(chǔ)空間。對(duì)AT24C64的讀寫操作完全符合I2C總線的數(shù)據(jù)傳送，傳送的每一幀數(shù)據(jù)為一個(gè)字節(jié)，要求每傳送一個(gè)字節(jié)后，對(duì)方回應(yīng)一個(gè)應(yīng)答位。發(fā)送時(shí)先放送數(shù)據(jù)最高位，每次傳送開始有起始信號(hào)，結(jié)束時(shí)有停止信號(hào)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)ATC64的寫操作采用字節(jié)寫，讀操作采用順序讀的方式。SCL：串行時(shí)鐘。在該腳的上升沿時(shí)，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)輸入到每個(gè)EEPROM器件，在下降沿時(shí)輸出。 SDA：串行數(shù)據(jù)。該引腳為開漏極驅(qū)動(dòng)，可雙向傳送數(shù)據(jù)。 RS232 概述目前，RS—232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS—232被定義為一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS—232是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由(美國)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA) 制訂并發(fā)布的。RS232在1962年發(fā)布，命名為 EIA—232—E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家開發(fā)的產(chǎn)品之間的兼容[10]。串行通信有兩種基本的類型，一種是串行異步通信(簡稱異步通信)，另一種是串行同步通信(簡稱同步通信)。通信協(xié)議是對(duì)數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定和規(guī)范，其中包括數(shù)據(jù)格式的定義和數(shù)據(jù)位的定義等。串行通信協(xié)議通常包括異步通信協(xié)議和同步通信協(xié)議，這里只介紹異步通信協(xié)議。所謂異步通信(ASYNDCAsynchronous Data Communication)主要指字符與字符之間的傳送是完全異步的，而同一個(gè)字符的位與位之間是同步的。換句話說，兩個(gè)字符之間的時(shí)間間隔是不固定的，而在同一個(gè)字符中相鄰位的時(shí)間間隔是固定的。異步通信有如下特點(diǎn)：今字符幀的傳輸格式使發(fā)送方在字符之間可按應(yīng)用要求插入不同的時(shí)間間隔，即每一個(gè)字符的發(fā)送是隨機(jī)的，這是異步通信的主要特點(diǎn)。令每一個(gè)字符的傳輸開始總是以一個(gè)起始位為準(zhǔn)，然后接收方與發(fā)送方保持同步(格式的統(tǒng)一)。通信雙方可按應(yīng)用需要隨時(shí)改變通信協(xié)議，即改變數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位長度和數(shù)據(jù)傳輸率。今在異步通信的數(shù)據(jù)流中，一個(gè)字符看作一個(gè)獨(dú)立的信息單元，并且字符出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中的相對(duì)時(shí)間是任意的，接收端預(yù)先并不知道，每個(gè)字符一經(jīng)發(fā)送。收發(fā)雙方則以預(yù)先固定的時(shí)鐘速率傳送各位。因此，要有效進(jìn)行異步通信，在 CPU與外設(shè)通信之前，必須統(tǒng)一字符格式和波特率。異步通信的發(fā)送方和接收方之間允許沒有共同的時(shí)鐘，所以在異步通信中，收發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停止位的辦法。每一個(gè)字符傳輸開始總是以一個(gè)起始位為準(zhǔn)，然后接收方和發(fā)送方保持同步。圖37 異步通信格式圖37 串行異步通信的字符格式從圖中可以看出，串行異步通信的字符格式包括四個(gè)部分:起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位。，該位必須為0，表示一個(gè)字符的開始。，至少5位，最多為8位，由串行通信初始化程序設(shè)定。數(shù)據(jù)的排列方式是低位在前，高位在后。，占1位，根據(jù)需要可選，可不選。奇偶校驗(yàn)用于有限差錯(cuò)檢測。如果選擇奇校驗(yàn)，則組成數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位的邏輯1的個(gè)數(shù)必須是奇數(shù)，否則傳送出錯(cuò)(奇校驗(yàn)錯(cuò))。選擇偶校驗(yàn)，則組成數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位的邏輯I的個(gè)數(shù)必須是偶數(shù)，否則傳送出錯(cuò)(偶校驗(yàn)錯(cuò))。，在沒有校驗(yàn)位的情況下，它緊跟有效的數(shù)據(jù)位，如果有校驗(yàn)位，則在校驗(yàn)位后面是停止位。停止位必須存在，表示一個(gè)字符的結(jié)束。停止位可以為1位、1. 5位或2位，由編程決定。異步通信的這種由起始位開始，停止位結(jié)束所構(gòu)成的一串二進(jìn)制數(shù)稱為幀(一個(gè)完整的字符)。從微觀上看異步通信是一位一位傳送，而從宏觀上看，它又是一幀一幀傳送的。一幀數(shù)據(jù)中的相鄰位之間的時(shí)間間隔是相同的，而幀與幀之間的時(shí)間間隔又是隨機(jī)的，即幀與幀之間可以有若干個(gè)空閑位。在沒有數(shù)據(jù)傳輸期間，串行數(shù)據(jù)線上是邏輯高電平。此外，在信號(hào)線上共有兩種狀態(tài)，可分別用邏輯1和邏輯0來區(qū)分。在發(fā)送器空閑時(shí)，數(shù)據(jù)線應(yīng)該保持在邏輯1狀態(tài)[11]。 顯示模塊的概述MC14499是串行輸入顯示驅(qū)動(dòng)接口芯片，具有管理4位LED的能力，包括1個(gè)20位移位寄存器、1個(gè)鎖存器、1個(gè)多路輸出器，由多路輸出器輸出的BCD碼經(jīng)段譯碼器譯碼后，轉(zhuǎn)換成7段碼送至段和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出。另外片內(nèi)振蕩信號(hào)經(jīng)過4分頻后，提供4個(gè)位控信號(hào)(經(jīng)位驅(qū)動(dòng)送至4條位控制線I，II，III，IV)，各引腳說明如下：　DT──串行數(shù)據(jù)輸入端﹔　 I～I(xiàn)V──位選通端﹔　A～G──七段顯示輸出﹔　OSC──晶振輸入，接上電容，片內(nèi)可產(chǎn)生200～800　Hz的掃描信號(hào)﹔　CLK　時(shí)鐘輸入端，作為串行數(shù)據(jù)接收的同步信號(hào)﹔　EN──使能端，為0時(shí)，允許接收串行輸入數(shù)據(jù)﹔為1時(shí)，片內(nèi)移位寄存器將數(shù)據(jù)送入鎖存器中鎖存。　MC14499每次接收20位串行輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式如表1：表34 數(shù)據(jù)格式2019181716151413121110987654321LSBMSBLSBMSBLSBMSBLSBMSBLSBMSBIVBCD碼IIIBCD碼IIBCD碼IBCD碼小數(shù)點(diǎn)選擇一楨數(shù)據(jù)輸入完后，便被鎖存起來，供4位LED顯示使用，CPU只提供顯示用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的顯示則是由MC14499對(duì)各位進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)，掃描頻率由OSC端外接電容決定。 系統(tǒng)中看門狗的功能 電源電壓監(jiān)視DS1232能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測向微處理器