【文章內(nèi)容簡介】 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。 3. 數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，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 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 4. DS1302 的寄存器 DS1302 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 。 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(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 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 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 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。（2）DS1302 實(shí)時顯示時間的軟硬件 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。 與 CPU 的連接 實(shí)際上，在調(diào)試程序時可以不加電容器，只加一個 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時顯示實(shí)時溫度。只要占用 CPU 一個口線即可。 LCD 還可以換成 LED，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 10 位多功能 8 段液晶顯示模塊 LCM101，內(nèi)含看門狗(WDT)/時鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動電路，并有內(nèi)置顯示 RAM，可顯示任意字段筆劃，具有 3－4 線串行接口，可與任何單片機(jī)、IC 接口。功耗低，顯示狀態(tài)時電流為 2μA (典型值)，省電模式時小于 1μA，工作電壓為～，顯示清晰。 實(shí)時時間流程 DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，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 的時鐘日歷或 RAM 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，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SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》12DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類:一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 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 個字節(jié)。 尤其是備用電源 B1，可以用電池或者超級電容器( 以上)。雖然 DS1302 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的 充電電池。如果斷電時間較短(幾小時或幾天)時，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。100 μF 就可以保證 1 小時的正常走時。DS1302 在第一次加電后，必須進(jìn)行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間。（3） 結(jié)論 DS1302 存在時鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時鐘混亂等缺點(diǎn)。DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)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)果的分析及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。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(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時間；若采用單片機(jī)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(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測控系統(tǒng)可能不允許。但是，如果在系統(tǒng)中采用時鐘芯片 DS1302，則能很好地解決這個問題。(1) 時鐘芯片 DS1302 的工作原理DS1302 在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把 SCLK 端置 “0”，接著把 RST 端置“1”，最后才給予 SCLK 脈沖；讀/寫時序如下圖 4 所示。圖 5 為 DS1302 的控制字，此控制字的位 7 必須置 1，若為 0 則不能把對 DS1302 進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對于位 6，若對程序進(jìn)行讀/寫時RAM=1，對時間進(jìn)行讀/寫時，CK=0。位 1 至位 5 指操作單元的地址。位 0 是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時，該位為 1；該位為 0 則表示進(jìn)行的是寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出的。表 6 為 DS1302 的日歷、時間寄存器內(nèi)容：“CH”是時鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為 1 時，時鐘振蕩器停止，DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為 0 時，時鐘開始運(yùn)行。 “WP”是寫保護(hù)位，在任何的對時鐘和 RAM 的寫操作之前，WP 必須為 0。當(dāng)“WP”為 1 時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。 (2) DS1302 的控制字節(jié)DS1302 的控制字如表 21 所示?？刂谱止?jié)的高有效位（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 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 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 RAM RD 1 A4 A3 A2 A1 A0 / CK /WR表 21 DS1302 的控制字格式畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》13(3) 數(shù)據(jù)輸入輸出（I/O）在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，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 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。如下圖 22 所示圖 22 DS1302 讀/寫時序圖 (4) DS1302 的寄存器DS1302 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 22。表 22 DS1302 的日歷、時間寄存器此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(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 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 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 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。 畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》14圖 23 示出 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(yùn)行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于Vcc1+ 時，Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時，DS1302 由 Vcc1 供電。X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。RST 是復(fù)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(dāng) RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中 RSTS 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)。上電動行時，在 Vcc 大于等于 之前，RST 必須保持低電平。中有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平，I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入端（雙向） 。SCLK始終是輸入端。 圖 23 DS1302 的引腳圖 溫度采集模塊采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，它是數(shù)字式溫度傳感器，具有測量精度高，電路連接簡單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 與 DS18B20 的 I/O 口連接加一個上拉電阻,Vcc 接電源,Vss 接地，如圖 24 所示。畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》15 圖 24 DS18B20 溫度采集 顯示模塊（1）簡述：LED 單元模塊，由集成有多行、多列的發(fā)光二極管四邊形模塊構(gòu)成，所述的四邊形模塊至少一邊為帶有一組以上凹凸槽塊的邊緣。所述的四邊形模塊至少可有一組對邊兩壁均帶有一組以上凹凸槽塊，其中，兩對邊凹凸槽塊可呈對應(yīng)狀，亦可呈對稱狀。所述的四邊形模塊的主視面上可帶有用于模糊模塊拼接界限的裝飾結(jié)構(gòu)。如 LCD1602 液晶芯片主要技術(shù)參數(shù):顯示容量 162 字符芯片工作電壓 ～~工作電流 ()模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (WH)mm表 23 1602 液晶技術(shù)參數(shù)接口信號說明:編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 DateI/02 VDD 電源正極 10 D3 DateI/03 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 DateI/04 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L) 12 D5 DateI/05 R/W 讀/寫選擇端(H/L) 13 D6 DateI/06 E 使能信號 14 D7 DateI/07 D0 DateI/0 15 BLA 背光源正極8 D1 DateI/0 16 BLK 背光源負(fù)極表 24 1602 引腳說明控制器接口說明畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》16⑴基本操作時序:① 讀狀態(tài): 輸入: RS=L,RW=H,E=H 輸出: D0～D7=狀態(tài)字② 寫指令: 輸入: RS=L,RW=L, D0～D7 指令碼,E= 高脈沖 輸出:無③ 讀數(shù)據(jù): 輸入: RS=H,RW=H,E=H 輸出: D0～D7=數(shù)據(jù)④ 寫數(shù)據(jù): 輸入: RS=H,RW=L,D0～D7=數(shù)據(jù),E= 高脈沖 輸出: 無⑵ 狀態(tài)字說明STA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3STA2D2STA1D1STA0D0表 25 各狀態(tài)字說明STA06 當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7 讀寫操作使能 1: 禁止 0: 允許表 26 STA 07 狀態(tài)字說明注:對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前,都必須進(jìn)行讀寫檢測,確保 STA 為 0⑶指令說明① 初始化設(shè)置㈠ 顯示模式設(shè)置指令碼 功能0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 162 顯示,57 點(diǎn)陣,8 位數(shù)據(jù)接口表 27 顯示模式㈡ 顯示開/關(guān)及光標(biāo)出設(shè)置指令碼 功能0 0 0 0 1 D C B D=1 開顯示。D=0 關(guān)顯示C=1 顯示光標(biāo)。 C=0 不顯示光標(biāo)B=1 光標(biāo)閃爍。 B=0 光標(biāo)不顯示0 0 0 0 0 1 N S N=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一,且光標(biāo)加一N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一,且光標(biāo)減一S=1 當(dāng)寫一個字符,整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0),以得到光標(biāo)不移動而屏幕移動的效果S=0 當(dāng)寫一個字符,整屏顯示不移動表 28 顯示開/關(guān)及光標(biāo)② 數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼 功能畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》1780H+地址碼(027H,40H67H) 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針表 29 數(shù)據(jù)指針如圖 25 所示，采用動態(tài)掃描顯示，由２１個數(shù)碼管，38 譯碼器 74LS138 接 1K 限流電阻,再接 8550 三極管接到共陽數(shù)碼管的 CoM 端作為選通位碼,每位選擇相應(yīng)的列。74ls47 接 240Ω限流電阻,再接共行的 LED 數(shù)碼管的斷碼。 圖 25 LED 動態(tài)掃描顯示畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》18 電子萬年歷電路設(shè)計 系統(tǒng)電路圖畢業(yè)設(shè)計說明書《電子萬年歷》19圖 25 系統(tǒng)電路圖 電路圖分析本電路是由 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在 3V 超低壓工作；時鐘電路由 DS1302 提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～。采用三線接口畢業(yè)設(shè)計