【文章內容簡介】 SG~SA段g~段a驅動輸出17DP小數點驅動輸出18~25DIG0~DIG7字位0~字位7驅動輸出27RCRC振蕩器連接端28RESET復位端入；VCCVCC2，主電源與備用電源引腳。1．DS1302時鐘芯片的控制字及其寄存器?？刂谱值淖罡哂行椋ㄎ?）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數據寫入到DS1302中：位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數據，為1則表示存取RAM數據；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輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。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RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送的過程中置RST為低電平，則會終止此次數據傳送，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SCLK時鐘的上升沿時數據被寫入DS1302，數據輸入從低位即位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的數據，讀出數據時從低位0位至高位7。DS1302時鐘芯片共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數據位為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相關的寄存器。時鐘突發(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容。DS1302與RAM相關的寄存器分為兩類，一類是RAM單元，共31個，每個單元的組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0H~FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；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個字節(jié)，命令控制字為FEH（寫），FFH（讀）。2．DS1302時鐘芯片典型應用電路，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間信息及數據。DS1302由兩者中較大者供電。當VCC2 VCC1+,VCC2給DS1302供電。當VCC2小于VCC1時，DS1302由VCC1供電。 DS1302時鐘芯片典型應用電路 通訊電路在現代工業(yè)自動化系統(tǒng)中，經常用到單片機及微機。由于單片機的機構簡單，設計應用方便，抗干擾及在各種環(huán)境下適應能力強。因而被稱為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的前端處理器（被稱之為下位機），常常被設置到現場采集各種數據及信息，同時也可進行簡單的數據處理后送到微機（稱之為上位機）。而且單片機（下位機）同時也是一種控制器，接受微機（上位機）下達的命令，對現場進行相關的自動控制。單片機從一個I/O引腳逐位傳輸一系列二進制編碼數據，就是串行通信。所謂的“串行通信”是指外設和計算機間使用一根信號線（另外需要地線，可能還需要控制線），數據在一根數據信號線上一位一位地進行傳送，每一位數據都占據一個固定的時間長度。這種通信方式使用的數據線少，在遠距離通信中可以節(jié)省成本。當然，其傳輸的速度比并行傳輸的速度慢。串行通信的優(yōu)點在于遠程通信和上下位機通信，缺點在于通信的速度較慢。51系列單片機是通過自身的串口完成通信的。該串口是一個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備相連接。單片機的串行通信需要以下3個方面的支持。(1) 硬件構成，單片機的串口結構和通信接口連接。(2) 通信協議，RS232通信協議。(3) 收發(fā)程序，單片機的數據傳輸程序。串行通信接口標準經過使用和發(fā)展，目前已經有比較成熟的幾種。這幾種都是在RS232標準的基礎上經過發(fā)展而形成的。RS232標準是美國EIA（電子工業(yè)聯合會）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協議。他適用于數據傳輸速率在0~20 000bit/s范圍內的通信。這個標準對串行通信接口有關的問題，如信號線的功能、電氣特性等都做了明確的規(guī)定。由于通信設備廠商都生產與RS232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前已經在通信接口中獲得廣泛的應用。RS232C標準的全稱是EIARS232C標準，它規(guī)定了串行數據傳遞的連接電纜、機械特性、電氣特性、信號功能及傳遞過程的標準。目前在IBM PC機上的COM1 COM2接口就是RS232C接口。1．RS232C電氣特性RS232C標準對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都做了規(guī)定。對于數據，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。也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，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的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應保證電平在177。（3～15）V之間。EIARS232C使用正負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,為了能夠同計算機接口或同終端的TTL器件連接，必須在EIA—RS—232C與TTL之間進行電平和邏輯關系的轉換。實現這種轉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換芯片,如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉換，而MC148SN75154可實現EIA電平到TTL電平的轉換。MAX232（）芯片可以完成兩者的雙向轉換。 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標準通訊與RS485標準通訊比較計算機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 標準或RS485（）標準兩種。而單片機與微機間的通信以RS232標準最為常見，且微機對外的兩個串口COMCOM2均是專門為RS232標準通信而設計的。雖然RS232的通信方式比較方便，但是僅能實現短距離通信（僅為10余米長）。若要實現遠距離通信，還有賴于調制解調器或其他的方式，同時RS232標準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標準進行通信有以下優(yōu)點，它可以實現多點通信方式；而通信距離比RS232 標準要遠得多；可以作到數百米甚至千米以上；從而可以建立一個小范圍的局域網。RS485標準采用差模信號輸入方式，與地電平關系不大。它的抗干擾能力比RS232 標準強得多。即使信號電壓較小的情況下也能獲得穩(wěn)定的傳輸。若想完成單片機與微機的遠程通信，應采用串口通信方式應為RS485標準通信方式。3．單片機與微機電路連接及設計由于單片機采用RS485標準通信口，而微機采用的是RS232 標準，而且單片機的I/O端口輸出的是TTL電平（+5V為“1”，5V為“0”）與RS485標準的電平一致，而與RS232 標準不符合，工作方式及控制機理也有差別。若想利用微機現成的COMCOM2串口來實現RS485標準通信，就需要有電平的轉換電路。對其硬件、軟件進行相應的設計。單片機（下位機）與微機（上位機）。 單片機與微機的RS485標準遠距離通信原理圖單片機（下位機）與微機（上位機）的RS485標準遠距離通信工作原理為：單片機將收集到的數據以TTL電平的數據送到RS485（Ⅰ）中，而RS485（Ⅰ）將TTL電平的數據轉換成差模信號送出。經RS485傳輸線送到RS485（Ⅱ）中，而RS—485（Ⅱ）將差模信號轉換為共模信號輸出并通過電平轉換到微機的串口COM中，在微機顯示器中顯示出數據來。同理，微機發(fā)出指令并通過串口COM輸出一共模信號指令，經電平轉換后到RS485（Ⅱ）中，RS485（Ⅱ）將輸入的共模信號轉換成TTL電平的差模信號輸出，并經過RS485傳輸線傳送到RS485（Ⅰ），經RS485（Ⅰ）將TTL差模信號轉換成TTL電平數據信號送到單片機中，由單片機去完成各種控制指令，這樣就完成了單片機與微機串口的遠程通信任務。 系統(tǒng)電源設計在電子電路及設備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電壓供電。本設計中需要177。9V、+5V 的穩(wěn)壓直流電源 ，單相交流電經過電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路就可以轉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．整流電路的設計本設計采用單相橋式整流電路構成整流電路，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 ()考慮到電網電壓的波動范圍一般為，在實際選擇二極管時，應至少有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。所以本設計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 () 所以本設計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．變壓器的設計變壓器的變比K ()因此變壓器選用變比為11的副邊雙繞線的變壓器3．濾波電路的設計整流電路輸出的電壓是單向脈動的電壓，其中含有較大的脈動分量，因此必須在整流電路后加接濾波電路，使脈動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)壓器的選擇本設計所需要的是輸出為正負的雙向的直流電源，因此可利用CW7800系列的穩(wěn)壓器，該電路能同時輸出固定的正負電壓，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 。同時在集成穩(wěn)壓器前端并聯電容C32和C35，它可以用于抵消輸入線性較長時的電感效應，以防止電路產生自激振蕩，其容量較小。通過上述設計即可得到的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 本章主要介紹了整個系統(tǒng)的硬件設計其中包括，12位A/D轉換芯片TLC2543其功能是將熱電偶傳感器的模擬量轉換為相應的數字量，AT89S52其功能是處理采集的溫度值并進行相應的處理如顯示或傳遞等，DS1302為系統(tǒng)提供必要的時間值，同時采用CW系列芯片為整個系統(tǒng)設計了177。9V，+5V等穩(wěn)壓源。