【文章內(nèi)容簡介】 SG~SA段g~段a驅(qū)動(dòng)輸出17DP小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出18~25DIG0~DIG7字位0~字位7驅(qū)動(dòng)輸出27RCRC振蕩器連接端28RESET復(fù)位端入；VCCVCC2，主電源與備用電源引腳。1．DS1302時(shí)鐘芯片的控制字及其寄存器。控制字的最高有效為（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則表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5~位1指示操作單元的地址，最低有效位（位0）為0，表示寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字總是從最低位開始輸出。 DS1302的控制字765432101RAM/CLKA4A3A2A1A0RAM/K在DS1302芯片中，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提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)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DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送的過程中置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)。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位至高位7。DS1302時(shí)鐘芯片共有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)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(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外所有的寄存器的內(nèi)容。DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元的組態(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，此方式下可一次性的讀寫所有的RAM31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH（寫），F(xiàn)FH（讀）。2．DS1302時(shí)鐘芯片典型應(yīng)用電路，即SCLK、I/O、RST。VCC2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(yùn)用方式下VCC1連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息及數(shù)據(jù)。DS1302由兩者中較大者供電。當(dāng)VCC2 VCC1+,VCC2給DS1302供電。當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí)，DS1302由VCC1供電。 DS1302時(shí)鐘芯片典型應(yīng)用電路 通訊電路在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，經(jīng)常用到單片機(jī)及微機(jī)。由于單片機(jī)的機(jī)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)應(yīng)用方便，抗干擾及在各種環(huán)境下適應(yīng)能力強(qiáng)。因而被稱為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的前端處理器（被稱之為下位機(jī)），常常被設(shè)置到現(xiàn)場采集各種數(shù)據(jù)及信息，同時(shí)也可進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理后送到微機(jī)（稱之為上位機(jī)）。而且單片機(jī)（下位機(jī)）同時(shí)也是一種控制器，接受微機(jī)（上位機(jī)）下達(dá)的命令，對現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)的自動(dòng)控制。單片機(jī)從一個(gè)I/O引腳逐位傳輸一系列二進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)，就是串行通信。所謂的“串行通信”是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間使用一根信號線（另外需要地線，可能還需要控制線），數(shù)據(jù)在一根數(shù)據(jù)信號線上一位一位地進(jìn)行傳送，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長度。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)省成本。當(dāng)然，其傳輸?shù)乃俣缺炔⑿袀鬏數(shù)乃俣嚷４型ㄐ诺膬?yōu)點(diǎn)在于遠(yuǎn)程通信和上下位機(jī)通信，缺點(diǎn)在于通信的速度較慢。51系列單片機(jī)是通過自身的串口完成通信的。該串口是一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口。它可用作異步通信方式（UART），與串行通信的外部設(shè)備相連接。單片機(jī)的串行通信需要以下3個(gè)方面的支持。(1) 硬件構(gòu)成，單片機(jī)的串口結(jié)構(gòu)和通信接口連接。(2) 通信協(xié)議，RS232通信協(xié)議。(3) 收發(fā)程序，單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸程序。串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有比較成熟的幾種。這幾種都是在RS232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過發(fā)展而形成的。RS232標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。他適用于數(shù)據(jù)傳輸速率在0~20 000bit/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口有關(guān)的問題，如信號線的功能、電氣特性等都做了明確的規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)在通信接口中獲得廣泛的應(yīng)用。RS232C標(biāo)準(zhǔn)的全稱是EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了串行數(shù)據(jù)傳遞的連接電纜、機(jī)械特性、電氣特性、信號功能及傳遞過程的標(biāo)準(zhǔn)。目前在IBM PC機(jī)上的COM1 COM2接口就是RS232C接口。1．RS232C電氣特性RS232C標(biāo)準(zhǔn)對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都做了規(guī)定。對于數(shù)據(jù)，邏輯“0”的電平低于3V，邏輯“1”的電平高于+3V；對控制信號，接通狀態(tài)（ON）既信號有效的電平電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號無效的電平低于3V。也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時(shí)，電路可以檢查出來，介于3V~+3V之間的電壓無意義，低于15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在177。（3～15）V之間。EIARS232C使用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)的，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此,為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或同終端的TTL器件連接，必須在EIA—RS—232C與TTL之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛集成電路轉(zhuǎn)換芯片,如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC148SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232（）芯片可以完成兩者的雙向轉(zhuǎn)換。 MAX232的引腳圖與RS232C相匹配的連接器有DB2DB15和DB9，其引腳的定義也各不相同。 2．RS232標(biāo)準(zhǔn)通訊與RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊比較計(jì)算機(jī)通信有串行與并行之分。串行又有同步和異步之分。串口通信一般采用RS232 標(biāo)準(zhǔn)或RS485（）標(biāo)準(zhǔn)兩種。而單片機(jī)與微機(jī)間的通信以RS232標(biāo)準(zhǔn)最為常見，且微機(jī)對外的兩個(gè)串口COMCOM2均是專門為RS232標(biāo)準(zhǔn)通信而設(shè)計(jì)的。雖然RS232的通信方式比較方便，但是僅能實(shí)現(xiàn)短距離通信（僅為10余米長）。若要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，還有賴于調(diào)制解調(diào)器或其他的方式，同時(shí)RS232標(biāo)準(zhǔn)通信口對地是共模信號傳輸方式，對各種電器的干擾大多也是對地共模方式，雖然傳輸電平提高到12V~+12V，但是抗干擾能力仍不理想。 MAX491引腳圖采用RS485標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信有以下優(yōu)點(diǎn)，它可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通信方式；而通信距離比RS232 標(biāo)準(zhǔn)要遠(yuǎn)得多；可以作到數(shù)百米甚至千米以上；從而可以建立一個(gè)小范圍的局域網(wǎng)。RS485標(biāo)準(zhǔn)采用差模信號輸入方式，與地電平關(guān)系不大。它的抗干擾能力比RS232 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)得多。即使信號電壓較小的情況下也能獲得穩(wěn)定的傳輸。若想完成單片機(jī)與微機(jī)的遠(yuǎn)程通信，應(yīng)采用串口通信方式應(yīng)為RS485標(biāo)準(zhǔn)通信方式。3．單片機(jī)與微機(jī)電路連接及設(shè)計(jì)由于單片機(jī)采用RS485標(biāo)準(zhǔn)通信口，而微機(jī)采用的是RS232 標(biāo)準(zhǔn)，而且單片機(jī)的I/O端口輸出的是TTL電平（+5V為“1”，5V為“0”）與RS485標(biāo)準(zhǔn)的電平一致，而與RS232 標(biāo)準(zhǔn)不符合，工作方式及控制機(jī)理也有差別。若想利用微機(jī)現(xiàn)成的COMCOM2串口來實(shí)現(xiàn)RS485標(biāo)準(zhǔn)通信，就需要有電平的轉(zhuǎn)換電路。對其硬件、軟件進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。單片機(jī)（下位機(jī)）與微機(jī)（上位機(jī)）。 單片機(jī)與微機(jī)的RS485標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)距離通信原理圖單片機(jī)（下位機(jī)）與微機(jī)（上位機(jī)）的RS485標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)距離通信工作原理為：單片機(jī)將收集到的數(shù)據(jù)以TTL電平的數(shù)據(jù)送到RS485（Ⅰ）中，而RS485（Ⅰ）將TTL電平的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成差模信號送出。經(jīng)RS485傳輸線送到RS485（Ⅱ）中，而RS—485（Ⅱ）將差模信號轉(zhuǎn)換為共模信號輸出并通過電平轉(zhuǎn)換到微機(jī)的串口COM中，在微機(jī)顯示器中顯示出數(shù)據(jù)來。同理，微機(jī)發(fā)出指令并通過串口COM輸出一共模信號指令，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后到RS485（Ⅱ）中，RS485（Ⅱ）將輸入的共模信號轉(zhuǎn)換成TTL電平的差模信號輸出，并經(jīng)過RS485傳輸線傳送到RS485（Ⅰ），經(jīng)RS485（Ⅰ）將TTL差模信號轉(zhuǎn)換成TTL電平數(shù)據(jù)信號送到單片機(jī)中，由單片機(jī)去完成各種控制指令，這樣就完成了單片機(jī)與微機(jī)串口的遠(yuǎn)程通信任務(wù)。 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)在電子電路及設(shè)備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電壓供電。本設(shè)計(jì)中需要177。9V、+5V 的穩(wěn)壓直流電源 ，單相交流電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路就可以轉(zhuǎn)換為一定幅值的直流電。[16][17]。穩(wěn)壓電路濾波電路整流電路電源變壓器177。9V，+5V~220V 直流穩(wěn)壓電源方框圖1．整流電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用單相橋式整流電路構(gòu)成整流電路，它由四只二極管組成，在橋式整流電路中，每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過電流，所以每只二極管的平均電流只有電阻上的一半，即 ()與半波整流電路中二極管的平均電流相同。二極管承受的最大反向電壓為 ()考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍一般為，在實(shí)際選擇二極管時(shí)，應(yīng)至少有10%余量，選擇最大的整流電流IF和最高的反向電壓UR分別為 () ( ) +5V直流電源原理圖 177。9直流電源原理圖 由三端穩(wěn)壓電源所要求的最小輸入電壓可知，U2為12V，電流為1A即可。所以本設(shè)計(jì)所選擇的二極管的最大反向電壓為 V ()最大的整流電流為 A () 所以本設(shè)計(jì)選擇四只二極管的型號為4007，它的最大整流電流為1A，最大反向電壓為50V。2．變壓器的設(shè)計(jì)變壓器的變比K ()因此變壓器選用變比為11的副邊雙繞線的變壓器3．濾波電路的設(shè)計(jì)整流電路輸出的電壓是單向脈動(dòng)的電壓，其中含有較大的脈動(dòng)分量，因此必須在整流電路后加接濾波電路，使脈動(dòng)電壓變成平滑的電壓，接近于理想的直流電壓，濾波電路采用并聯(lián)電容C可選用電容器為1000181。F，耐壓為50V的電容。4．穩(wěn)壓器的選擇本設(shè)計(jì)所需要的是輸出為正負(fù)的雙向的直流電源，因此可利用CW7800系列的穩(wěn)壓器，該電路能同時(shí)輸出固定的正負(fù)電壓，要得到177。9V的電壓，可選用CW7809的集成穩(wěn)壓器，即可得到177。9V的精密電源。5．防震電容的選擇使用集成穩(wěn)壓器是為了提高電源穩(wěn)壓性能和減少輸出紋波，可以在集成穩(wěn)壓器后面加入防震電容，一般電容取值較小，C33 。同時(shí)在集成穩(wěn)壓器前端并聯(lián)電容C32和C35，它可以用于抵消輸入線性較長時(shí)的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩，其容量較小。通過上述設(shè)計(jì)即可得到的177。9V精密電源,采用同樣的方法即可得到+5V精密電源。 本章小結(jié) 本章主要介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)其中包括，12位A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC2543其功能是將熱電偶傳感器的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，AT89S52其功能是處理采集的溫度值并進(jìn)行相應(yīng)的處理如顯示或傳遞等，DS1302為系統(tǒng)提供必要的時(shí)間值，同時(shí)采用CW系列芯片為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了177。9V，+5V等穩(wěn)壓源。