【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 12MHz，電容為 30pH【2】 。 存儲(chǔ)器的分配AT89C51 的內(nèi)部共有 256 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，通常把著 256 個(gè)單元按其功能劃分為兩部分：低 128 單元和高 128 單元。其中內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配情況如圖 24 所示：特殊功能寄存器數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)1 2 8 位工作寄存器區(qū)4 組 R 0 R 7F F H8 0 H 7 F H3 0 H2 F H2 0 H1 F H1 0 H圖 24 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器基于單片機(jī)的電子音樂門鈴的設(shè)計(jì) 8 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) DS1302 芯片簡(jiǎn)介在以單片機(jī)為核心構(gòu)成的裝置中，經(jīng)常需要一個(gè)實(shí)時(shí)的時(shí)鐘和日歷，以便對(duì)一些實(shí)時(shí)發(fā)生事件記錄時(shí)給予時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片便可起到這一作用，過去多用并行接口的時(shí)鐘芯片，如 MC146818，DS12887 等。它們已能完全滿足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜、占用地址，數(shù)據(jù)總線接線多、芯片體積大占用空間多，近年來(lái)串行接口的各種芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用愈來(lái)愈多，串行接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片也出現(xiàn)了不少，DS1302 是一個(gè)綜合性能較好且價(jià)格便宜的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 DS1302 結(jié)構(gòu)框圖與引腳介紹電源控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入移位寄存器命令和控制邏輯3 1 * 8R A M振蕩器和分頻器/ R S TS C L KV C C 1V C C 2G N DI / OD A T A B U SADDRESS BUS圖25 DS1302結(jié)構(gòu)框圖1．結(jié)構(gòu)框圖與引腳介紹DS1302 原理框圖見圖 25 所示。DS1302 是一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加有 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可以采用突發(fā)方式，一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于 31 日時(shí)可自動(dòng)調(diào)整，包括閏年，有效至 2100 年?？梢圆捎?12h 或 24h 方式計(jì)時(shí)，采用雙電源供電，可設(shè)置備用電源充電方式，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓流充電的能力。7 個(gè)附加字節(jié)的暫存寄存器，包括移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 RAM。芯片為 8 引腳小型 DIP 封裝，引腳排列如圖 26 所示XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 【3】 。12345678V C C 2X 1X 2G N DV C C 1S C L KI OR S T圖26 DS1302引腳排列DS1302 具有一個(gè)可編程的涓流充電器，主電源和備份電源的雙電源引腳，7 個(gè)附加字節(jié)的暫存寄存器，包括移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和 RAM。引腳描述如下：GND——電源地；VCC1——在單電源供電系統(tǒng)中的電源引腳，在雙電源系統(tǒng)中接備份電源；VCC2——在雙電源供電系統(tǒng)中的主電源引腳，DS1302 由 VCC1 和 VCC2 兩者中較大者供電，當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時(shí)，VCC1 給 VCC2 供電；SCLK——串行接口的同步時(shí)鐘；I/O——雙向數(shù)據(jù)線引腳；/RST——復(fù)位信號(hào)，在一個(gè)讀寫期間必須保持高電平；X1，X2——連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 32768HZ 石英晶體。DS1302 也可用外部振蕩器驅(qū)動(dòng)，這時(shí) X1 引腳連接外部振蕩器信號(hào)，X2 懸浮。2．DS1302 功能：命令字節(jié)——每次數(shù)據(jù)傳輸由命令字節(jié)開始，MSB(位 7)必須是邏輯 1，若該位是0，則禁止操作 DS1302，位 6 為 0 時(shí)選擇實(shí)時(shí)時(shí)鐘/ 日歷數(shù)據(jù)，位 6 為 l 時(shí)選擇 RAM數(shù)據(jù)，位 5~l 選擇操作的寄存器， LSB(位 0)選擇寫操作(邏輯 0)或讀操作(邏輯 l)。復(fù)位和時(shí)鐘控制——數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)是由 RST 置為高電平開始的，RST 啟動(dòng)控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器，一個(gè)時(shí)鐘周期是一個(gè)下降沿緊跟一個(gè)上升沿，數(shù)據(jù)輸入的時(shí)候，在時(shí)鐘上升沿?cái)?shù)據(jù)必須有效；如果 RST 變低，所有數(shù)據(jù)傳送即被終止，I/0 引腳到一個(gè)高阻狀態(tài)。在電源上電過程中， RST 必須保持邏輯 0，直到VCC 大于 ，在 RST 由 0 變 1 的過程中，SCLK 必須是邏輯 0。數(shù)據(jù)輸入——輸入命令字節(jié) 8 個(gè)時(shí)鐘周期之后，在下 8 個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿輸人數(shù)據(jù)，若有額外的 SCLK 周期是不予理睬的，數(shù)據(jù)輸入開始位是位 0。數(shù)據(jù)輸出——輸入讀命令字節(jié) 8 個(gè)時(shí)鐘周期之后，在下 8 個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿?cái)?shù)據(jù)被送出，注意：第一個(gè)數(shù)據(jù)位被送出發(fā)生在寫命令字節(jié)最后一位的第一個(gè)下降沿，數(shù)據(jù)輸出開始位為位 0【4】 ?；趩纹瑱C(jī)的電子音樂門鈴的設(shè)計(jì) 10 3．DS1302 的寄存器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)位為 BCD 碼形式，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如表 22 所列。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)的寄存器等。時(shí)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(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 COH~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(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。表 22 DS1302 的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字命令字 各位內(nèi)容寄存器名寫操作 讀操作取值范圍7 6 5 4 3 2 1 0秒寄存器 80H 81H 00~59 CH 10SEC SEC分寄存器 82H 83H 00~59 0 10MIN MIN時(shí)寄存器 84H 85H 01~12 或 00~23 12/24 0 10 HR HR日寄存器 86H 87H 01~2231 0 0 10DATE DATE月寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH周寄存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY年寄存器 8CH 8DH 00~99 10YEAR YEAR DS1302 與單片機(jī)的硬件電路的設(shè)計(jì)DS1302 與單片機(jī)的連接僅需要 3 條線，即 SCLK、I/O、RST。VCC2 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并能提供低功率的電池備份。VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供電源，在這種運(yùn)行方式下 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)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302 由兩者中的較大者供電。當(dāng) VCC2 大于 VCC1+ 時(shí)，VCC2 給 DS1302 供電。當(dāng) VCC2 小于在單片機(jī)系統(tǒng)中使用 VCC1 的時(shí)候，DSl302 由VCC1 供電。在本設(shè)計(jì)中，以 AT89C51 為主器件，DS1302 為從器件，RST 接在主器件 上，此引腳為高位的時(shí)候，選中該芯片，對(duì)其進(jìn)行操作。串行數(shù)據(jù)線 I/O 與串行時(shí)鐘線SCLK 分別接在 和 上，所有的單片機(jī)地址、命令及數(shù)據(jù)均通過這兩條線傳輸。在此設(shè)計(jì)中，主器件在總線上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，尋址信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)，而從器件則相應(yīng)接受數(shù)據(jù)，送出數(shù)據(jù)。對(duì) DS1302 的每一次讀寫都需要 16 個(gè)時(shí)鐘脈沖，前 8 個(gè)脈沖輸入操作地址和讀寫命令。電路圖如圖 27 所示。XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 1 0 p F1 0 p F3 2 . 7 6 8k H zV C C 2X 1X 2G N DV C C 1S C L KI OR / S / T /+ 5 V + 3 . 6 VP 3 0P 3 1P 3 2圖27 時(shí)鐘芯片電路 顯示提示電路的設(shè)計(jì) 液晶顯示原理1．液晶顯示原理液晶顯示器利用液晶的物理特性，通過外加電壓對(duì)顯示區(qū)域進(jìn)行控制，可以顯示字符或圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，廣泛用于便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等領(lǐng)域。2．液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法很多，按顯示方式可分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度、彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)(static)、單純矩陣驅(qū)動(dòng) (simple Matrix)和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)(Active Matrix)等三種 【5】 。3．液晶顯示器各種類形的顯示原理(1)線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由 M*N 個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，則每行由 16 字節(jié)，共 16*8=128 個(gè)點(diǎn)組成。屏上的64*l6 個(gè)顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如，屏的第一行的亮或暗，由 R 人 M 區(qū)的 000H~00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)(000H)=FFH 時(shí)，屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)(3FFH)=FFH 時(shí)，屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFHF 、(001H)=00H、 (002H)=00H、(00EH)=00H、(00FH)=00H 時(shí)，在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。(2)字符的顯示用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6*8 或 8*8 點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“l(fā)” ，其他的為”0”，(為 “1”的點(diǎn)亮，為 ”0”的不亮)，這樣就組成了某個(gè)字符。對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)基于單片機(jī)的電子音樂門鈴的設(shè)計(jì) 12 器的控制器來(lái)說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，并在此處送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。(3)漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形方式。事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼，每個(gè)漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5……右邊為 6……，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)……，直到 32B 顯示完，就可以在 LCD 上得到一個(gè)完整漢字 [16]。 SMC1602 芯片簡(jiǎn)介字符型液晶顯示模塊是專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣式 LCD，目前常用的有 16*16*20*2 和 40*2 行等。下面以 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法，實(shí)物如圖 28 所示 【16】 。圖 28 1602 實(shí)物圖1．1602LCD 的引腳功能表 23 1602LCD 的引腳功能表編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù)\命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀/寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn) 14 腳(無(wú)背光)或 8 腳(帶背光) 接口，各引腳功能如表 23 所示。VL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接電源正極時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高。若對(duì)比度過高會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一只 10K 電阻來(lái)調(diào)整對(duì)比度。RS 為寄存器選擇端，RS 為高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，為低電平時(shí)選擇指令寄存XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 器。R/W 為讀寫信號(hào)線，為高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，為低電平時(shí)為寫操作。當(dāng) Rs 和R/W 同為低電平時(shí)可以寫人指令或者顯示地址；當(dāng) RS 為低電平、R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)；當(dāng) RS 為高電平、 R/W 為低電平時(shí)可以寫人數(shù)據(jù)。E 為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。D0~D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。2．1602LCD 的指令說明及時(shí)序1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 24 所示。表 24 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器的 11 條控制指令序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 /3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L / /6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F / /7 置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8 置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11 從 CDRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到