【文章內(nèi)容簡介】 地址碼裝入AC，同時選擇DDRAM或CGRAM，LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖34所示。圖34 LCD1602引腳圖液晶寄存器選擇控制如表31。表31寄存器選擇控制RSR/W操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計數(shù)器（DB0~DB6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 如圖35所示。用STC89C52的P0口作為數(shù)據(jù)線，、R/W、RS。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號，R/W是讀寫信號，RS是寄存器選擇信號本模塊設(shè)計要點如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，字型為57點陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消光標和字體閃爍,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。向LCD的顯示緩沖區(qū)中送字符，程序中采用2個字符數(shù)組，一個顯示字符，另一個顯示電壓數(shù)據(jù)，要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應(yīng)的數(shù)組中，,判斷是否夠顯示的個數(shù)，不夠則地址加一取下一個要顯示的字符或數(shù)據(jù)。圖35 LCD1602與STC89C52的接口本按鍵模塊使用的是多位獨立按鍵，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機的IO口都有內(nèi)部上拉，因此當按鍵沒有按下的時候，IO檢測到的時候高電平，當按鍵按下的時候，相當于IO短接地，因此這時候單片機檢測到的電平為低電平，通過檢測不同時刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是那個按鍵。鍵盤模塊電路圖如圖36所示。圖36鍵盤模塊電路圖本設(shè)計還帶有脈搏超出設(shè)定范圍報警的功能，當檢測到當前的脈搏跳動次數(shù)超出用戶所設(shè)定的上限或者下限的時候，單片機就可以驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的I/O口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用三極管開關(guān)電路來驅(qū)動。本處選用的是8550三極管，它是一個PNP型的三極管，當基極給低電平的時候三極管導通，這時候蜂鳴器發(fā)聲，當給高電平的時候，三極管關(guān)閉，蜂鳴器不發(fā)聲。蜂鳴器模塊的電路圖如圖37所示。圖37蜂鳴器驅(qū)動電路圖此部分電路的功能是由傳感器將脈搏信號轉(zhuǎn)換為電信號，一般為幾十毫伏，必須加以放大，以達到整形電路所需的電壓，一般為幾伏。放大后的信號波形是不規(guī)則的脈沖信號，因此必須加以濾波整形，整形電路的輸出電壓應(yīng)滿足計數(shù)器的要求。選擇電路：所選放大整形電路框圖如圖38所示。圖38　放大整形電路框圖　傳感器簡介傳感器采用了紅外光電轉(zhuǎn)換器，作用是通過紅外光照射人的手指的血脈流動情況，把脈搏跳動轉(zhuǎn)換為電信號，其原理電路如圖39所示。圖39　傳感器信號調(diào)節(jié)原理電路 如圖39中，紅外管VD采用ST188。用+5V電源供電，R1取150Ω，R2取33kΩ,當人把手指放在發(fā)光二極管和光電二極管之間的時候，光電二極管接收到的信號會隨人脈搏強度的變化而變化?！》糯箅娐穲D310　放大濾波電路圖310為脈搏計的放大濾波信號，由于脈搏信號輸出的信號十分微弱，一般在uV級別，除此外輸出的信號一般會伴隨很大的噪聲干擾，因此在這里用LM358搭建起一個放大和濾波電路，其中C4和R8,C5和R7起到的是高通電路，可以隔絕低頻干擾，R4和C3，R2和C2起到的是低通濾波的作用，可以隔絕高頻干擾?！≌坞娐方?jīng)過放大濾波后的脈搏信號仍是不規(guī)則的脈沖信號，且有低頻干擾，仍不滿足計數(shù)器的要求，必須采用整形電路，這里選用了滯回電壓比較器，如圖311所示，其目的是為了提高抗干擾能力。集成運放采用了74HC14，除此外74HC14還接上了一個LED用作指示脈搏跳動的狀態(tài)。 圖311波形整形電路本系統(tǒng)還附帶有一個時鐘模塊，這里除了可以提供時間信息外，用戶還可以設(shè)定鬧鐘，到時間點后可以提醒用戶定時測量脈搏，本處選用串行日歷時鐘芯片DS1302。與采用并行總線與單片機進行數(shù)據(jù)通信的時鐘芯片相比，DS1302與單片機的連線大為減少，極大的節(jié)省了單片機的系統(tǒng)資源，單片機通過讀取DS1302上面的數(shù)據(jù)可以得到實時時間。 DS1302概述DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，～。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。低功耗時鐘芯片DS1302可以對年、月、日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。這種記錄對長時間的連續(xù)測控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找有重要意義。采用DS1302作為記錄測控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄，其軟硬件設(shè)計簡單，時間記錄準確，既避免了連續(xù)記錄的大工作量，又避免了定時記錄的盲目性，給連續(xù)長時間的測量、控制系統(tǒng)的正常運行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應(yīng)用于長時間連續(xù)的測控系統(tǒng)中。在測量控制系統(tǒng)中，特別是長時間無人職守的測控系統(tǒng)中，經(jīng)常需要記錄某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)及其出現(xiàn)的時間。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據(jù)，對測控系統(tǒng)的性能分析及正常運行具有重要的意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時采樣或定時采樣，沒有具體的時間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無法準確記錄其出現(xiàn)的時間；若采用單片機計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而且某些測控系統(tǒng)可能不允許。而在系統(tǒng)中采用DS1302則能很好地解決這個問題。DS1302時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月和月末的日期自動進行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24h或帶AM（上午）/PM（下午）的12h格式。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302有主電源/后備電源雙電源引腳：VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份；VCC2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中，VCC1 連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由VCC1或VCC2中較大者供電。當VCC2大于VCC1+，VCC2給DS1302供電；當VCC2小于VCC1時，DS1302由VCC1供電。DS1302在任何數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)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(shù)，最大可達248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在VCC =，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的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖38所示。圖38 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS1302的引腳排列,其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電。當VCC2大于Vcc1＋，VCC2 給DS1302供電。當VCC2小于VCC1時，DS1302由VCC1供電。X1和X2是振蕩源。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(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RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在VCC≥，RST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。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK始終是輸入端。圖39為DS1302的引腳示意圖。圖39 DS1302 引腳示意圖VCC，GND直流電源通過這兩個引腳提供給該器件，VCC為+5V 輸入，當提供的5V 電源在正常范圍內(nèi)器件能充分地被訪問，能對器件讀寫數(shù)據(jù)。當3V 的電池被連至該器件且VCC VBAT 時，對器件的讀寫被禁止，而計時功能照常進行，不受低輸入電壓的影響。當Vcc 降到低于VBAT，則RAM 區(qū)和計時器將被切換到外部電源VBAT 來供電（名義上VBAT 直流電源）。VBAT電池輸入引腳?？梢允侨我鈽藴实?V 鋰電池或其它電源。為了器件能夠正常工作，～ 之間。事實上，VBAT。表32 DS1302引腳功能表引腳號引腳名稱功能1VCC2主電源2，3X1，X2振蕩源，外接32768HZ晶振4GND地線5RST復位/片選線6I/O串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）7SCLK串行數(shù)據(jù)輸入端8VCC1后備電源 DS1302內(nèi)部RTC 和RAM 地址分配DS1302 的RTC 與RAM 寄存器的地址分配如圖310所示。RTC 寄存器地址位于00H 到07h 處。RAM 寄存器地址位于08h~3Fh。在多字節(jié)存取中，當?shù)刂分羔樀竭_3Fh，即RAM 空間的最后一個單元，則下一個操作地址將翻卷到00h，即時鐘空間的開頭。圖310 DS1302地址分配圖DS1302的控制字如圖311所示。控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1；如果它為邏輯0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)；為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。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311控制字節(jié)的含義為了提高對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?qū)憽Ｔ跁r鐘/日歷寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存儲數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式中，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫RAM時，為了傳送數(shù)據(jù)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。數(shù)據(jù)讀寫程序如圖312所示。圖312 數(shù)據(jù)讀寫程序通過讀取正確的寄存器字節(jié)能獲得正確的時鐘和日歷信息，實時時鐘寄存器如表33 所示。通過寫入正確的寄存器字節(jié)能夠設(shè)置或者初始化時鐘和日歷。時鐘和日歷寄存器中的內(nèi)容均采用BCD 碼格式，時鐘寄存器00h的位7 是時鐘停止位，當該位被設(shè)置為1 時，晶振失效，當該位被清零時，晶振使能。所以，在初始化程序中，使能晶振（CH 位=0）是很重要的。DS1302 可以運行在12 小時或24 小時模式，小時寄存器的位7 被定義為作為12 小時或24 小時模式選擇位。當該位為高時選擇12 小時模式，采用12 小時模式時，位5 是AM/PM 標志位，該位為1 表示PM。當采用24小時模式時，位5 是第二個10 小時位（20～23 小時）。當總線開始工作時，當前的時間信息被傳送給一串二級寄存器，時間信息然后從這些二級寄存器中讀取，而時鐘照常運行。當在讀過程中，主寄存器內(nèi)容發(fā)生變化時，這樣可以避免再次讀寄存器的必要性。DS1302共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式，其日歷、時間寄存器及其控制字見表32，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。表33 DS1302的日歷、時鐘寄存器及其控制字寄存器名命令字取值范圍各位內(nèi)容寫操作讀操作76543210秒寄存器80H81H0059CH10SECSEC分鐘寄存器82H83H0059010MINMIN小時寄存器84H85H0112或00232/24010APHRHR日期寄存器86H87H0128,29,30,31010DATEDATE月份寄存器88H89H0112000IOMMONTH周日寄存器8AH8BH010700000DAY年份寄存器8CH8DH009910YEARYEAR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停止振蕩，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(diào)整程序），停止振蕩。當它為0時，時鐘將開始啟動。AMPM/1224[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 控制寄存器用來控制SQW/OUT 引腳的操作。OUT：輸出控制。當方波輸出失效時，該位控制SQW/OUT 引腳的輸出。如果SQWE=0，若OUT=1 則SQW/OUT 引腳的邏輯電平為1，而OUT=0 則SQW/OUT 引腳的邏輯電平為0。SQWE：方波使能。當該位被設(shè)置為邏輯1 時，使能晶振輸出，方波輸出的頻率由RS1 和RS0 位的值來確定。當方波輸出的頻率設(shè)為1Hz，則時鐘寄存器內(nèi)容將在方波的