【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入輸出腳，這些輸入輸出腳的功能闡述如下：湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8P0 口（32 腳～ 39 腳）：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線的低 8 位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載。P1 口（1 腳～ 8 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。由于這種借口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向 I/O 口。P1 口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL負(fù)載。P2 口（21 腳～ 28 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為高8 位地址總線送出高 8 位地址。P2 可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 負(fù)載。P3 口（10 腳～ 17 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，P3 口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè) TTL 負(fù)載。 P3 口除了作為一般的準(zhǔn)雙向通用 I/O 口使用外，每個(gè)引腳還有第二功能。P3 口的 8 條線都定義有第二功能 [6]，如表 所列。表 P3 口的第二功能表引腳 第二功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0（外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的技數(shù)脈沖輸入端） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的技數(shù)脈沖輸入端） WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） Pin9:RESET/Vpd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)單片機(jī)通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC 指向 0000H，P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)，單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)如下：P0～P3=FFH，各口可用于輸出，也可用于輸入；SP=07H，第一個(gè)入棧內(nèi)容將寫入 08H 單元；湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9IP、IE 和 PCON 的有效位為 0，各中斷源處于低優(yōu)先級(jí)且均被關(guān)斷，串行通訊的波 特率不加倍；PSW=00H，當(dāng)前工作寄存器為 0 組。 Pin30:ALE/PROG 當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE( 地址鎖存) 的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE 會(huì)跳過一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間，PROG 將用于輸入編程脈沖。Pin29:PESN 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/Vpp 程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051 和 8751 單片機(jī)，內(nèi)置有 4kB 的程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4kB 時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的 8031,EA 端必須接地。 DS1302 時(shí)鐘模塊 DS1302 簡(jiǎn)介DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和 31字節(jié)靜態(tài) RAM。通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒分時(shí)日月年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整。時(shí)鐘操作可通過 AM/PM指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線。 復(fù)位， 串行時(shí)鐘。時(shí)鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。DS1302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。DS1302 是由 DS1202 改進(jìn)而來，增加了以下特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)，Vcc1 為可編程涓流充電電源，附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器，備份電源可由大容量電容（1F）替代。它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10主要性能如下：時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100 年之前的秒，分，時(shí)，日，星期，月，年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。31*8 位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少寬范圍工作電壓：～工作電流： 時(shí)，小于 300nA讀/寫時(shí)鐘或 RAM 時(shí)，有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送和多字節(jié)傳送（字符組方式）8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝簡(jiǎn)單的 3 線串行 I/O 接口與 TTL/COMS 兼容（V CC=5V 時(shí)）可選工業(yè)級(jí)溫度范圍：40 oC～+85 oC DS1302 結(jié)構(gòu)與工作原理 引腳及功能表DS1302 的腳功能如表 所示，引腳如圖 所示表 引腳功能引腳號(hào) 引腳名稱 功能1 Vcc2 主電源引腳2，3 X1,X2 振蕩源，外接 晶振4 RST 接地5 GND 復(fù)位/片選端6 I/O 串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）7 SCLK 串行時(shí)鐘輸入端8 Vcc1 備用電源湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11圖 DS1302 的引腳圖 工作原理串行時(shí)鐘芯片主要由寄存器、控制寄存器、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM 組成。為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將 RST 置為高電平且將具有地址和控制信息的 8位數(shù)據(jù)（控制字節(jié)）裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為 8 加 8（8 位地址加 8 位數(shù)據(jù)） ，在多字節(jié)突發(fā)模式方式下為 8 加最多可達(dá) 248 的數(shù)據(jù)。 控制命令字節(jié)與寄存器控制命令字節(jié)控制命令字節(jié)的格式如表 表 控制命令字節(jié)的格式表D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/ W控制字節(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)寫入到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）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。寄存器（1）歷、時(shí)鐘寄存器DS1302 共有 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)為BCD 碼形式。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如表 所示。寄存器的選擇由命令字而定，日歷，時(shí)鐘各個(gè)寄存器與控制字對(duì)照表如表 所示。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12最后一位 RD/W 為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作。表 為主要寄存器命令字、取值范圍以及各位內(nèi)容對(duì)照表。表 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0寄存器名稱1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0分寄存器 1 0 0 0 0 0 1小時(shí)寄存器 1 0 0 0 0 1 0日寄存器 1 0 0 0 0 1 1月寄存器 1 0 0 0 1 0 0星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1年寄存器 1 0 0 0 1 1 0寫保護(hù)寄存器 1 0 0 0 1 1 1慢充電寄存器 1 0 1 0 0 0 0時(shí)鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13表 DS1302 的日歷、時(shí)鐘寄存器表命令字 各位內(nèi)容寄存器名稱寫操作 讀操作 取值范圍 7 6 5 4 3～0秒寄存器 80H 81H 00～59 CH 10SEC SEC分寄存器 82H 83H 00～59 0 10MIN MIN小時(shí)寄存器 84H 85H 01～12或 00～2312/24 0 10A/PHR HR日寄存器 86H 87H 01～28，29，30，310 0 10DATE DATE月寄存器 88H 89H 01～12 0 0 0 10M MONTH星期寄存器 8AH 8BH 01～07 0 0 0 0 DAY年寄存器 8CH 8DH 01～09 10YEAR YEAR寫保護(hù)寄存器8EH 8FH WP 0 0 0 0慢充電寄存器90H 91H TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS時(shí)鐘突發(fā)寄存器BEH BFH特殊位的說明：湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14CH：時(shí)鐘暫停位。當(dāng)此位設(shè)置為 1 時(shí)，振蕩器停止， DS1302 處于低功耗空閑狀態(tài)，這時(shí)芯片消耗電流將小于 100NA。當(dāng)此位為 0 時(shí)，振蕩器啟動(dòng)，時(shí)鐘開始啟動(dòng)。12/24：12 或 24 小時(shí)方式選擇位。為 1 時(shí)選擇 12 小時(shí)方式，在 12 小時(shí)方式下，位 5 是 AM/PM 選擇位，此位為 1 時(shí)表示 PM。為 0 時(shí)選擇 24 小時(shí)方式，在 24 小時(shí)方式下，位 5 是第 2 個(gè)小時(shí)位（20～23 時(shí)） 。WP：寫保護(hù)位。寫保護(hù)寄存器的開始 7 位（0～6）置為 0，在讀操作時(shí)總是讀出0。在對(duì)時(shí)鐘或 RAM 進(jìn)行寫操作之前，位 7（WP）必須為 0，當(dāng)它為高電平時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任何其他寄存器進(jìn)行寫操作。TCS：控制慢充電的選擇，為了防止偶然因素使 DS1302 工作，只有 1010 模式才能使慢速充電。DS：二極管選擇位。如果 DS 為 01，那么選擇一個(gè)二極管；如果 DS 為 10，則選擇兩個(gè)二極管；如果 DS 為 11 或 00，那么充電器被禁止，與 TCS 無關(guān)。RS：選擇連接在 VCC2 與 VCC1 之間的電阻，如果 RS 為 00，那么充電器被禁止，與 TCS 無關(guān)。選擇的電阻如表 所示。表 RS 與所選電阻對(duì)照表RS 位 電阻器 典型值00 無 無01 R1 2 KΩ10 R2 4 KΩ11 R3 8 KΩ由上所述，根據(jù)涓流充電寄存器的不同編程，可得到不同的充電電流。其充電電流具體計(jì)算公式如下： 公式 ??式中， 為 VCC2 腳所接入的工作電壓，V D 為二極管正向壓降 , R 為寄存器 0 和 1 位編碼決定的電阻值，V E 為 VCC1 腳所接入的電壓。（2）RAM 寄存器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)湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)15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 字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫） 、FFH （讀） 。RAM 寄存器與控制字對(duì)照如表。表 RAM 區(qū)寄存器與控制字對(duì)照表D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0寄存器名稱1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/ WRAM0 1 0 0 0 0 0 0RAM1 1 0 0 0 0 0 1… … … … … … … … …RAM30 1 1 1 1 1 1 0RAM 突發(fā) 1 1 1 1 1 1 1（3）復(fù)位和時(shí)鐘控制通過將 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 提供了終止單字節(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。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 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。（4）數(shù)據(jù)輸入/輸出數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫命令字的 8 個(gè) SCLK 周之后，在接下來的 8 個(gè) SCLK 周期中的每個(gè)脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0 位開始。如果有額外的 SCLK 周期，它們將被忽略。數(shù)據(jù)輸出是在輸出讀命令字的 8 個(gè) SCLK 周之后，在接下來的 8 個(gè) SCLK 周期中的每個(gè)脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從 0 位開始。需要注意的是，第一個(gè)數(shù)據(jù)位在命湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16令字節(jié)后的最后一位之后的第一個(gè)下降沿被輸出。只要 RST 保持高電平，如果有額外的 SCLK 周期，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，即多字節(jié)傳送。時(shí)序圖如圖 所示。圖 時(shí)序圖 DS1302 電路設(shè)計(jì)圖圖 DS1302 電路設(shè)計(jì)圖X12 X23 VCC21GND4RST5I/O 6SCLK7 VCC1 8U2DS1302VCC1 2Y2C7 10p470uFC61KR10湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17 公