【文章內(nèi)容簡介】 模式ISD1420 內(nèi)部具備有多種操作模式，并能以最少的元件實(shí)現(xiàn)較多的功能，下面將詳細(xì)描述。操作模式的選擇使用是使用地址管腳來實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際的地址在ISD1420 的有效地址外部。當(dāng)?shù)刂返淖罡邇晌?AA 6 為高電平時(shí)，其余的地址位將被成為狀態(tài)標(biāo)志位而不再是地址位。因此操作模式和尋址模式不能兼容，也就是說不能同時(shí)使用。在使用操作模式時(shí)必須注意兩點(diǎn)。第一，所有的操作開始于地址 0，也就是ISD1420 的起始地址。以后的操作根據(jù)操作模式的不同可以從其它地址開始。另外，在操作模式中當(dāng) A4=1，從錄音變換到放音而不是從放音到錄音，器件地址指針復(fù)位到 0。第二，操作模式的執(zhí)行必須是 AA 6 為高電平，在PALYL，PLAYE 或 REC 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)開始執(zhí)行。當(dāng)前的操作模式將一致有效，直到下一次的控制信號(hào)變低，并取樣地址線上的信息開始新的操作。操作模式描述：可以使用微處理器來控制操作模式，也可以直接使用直接連線來實(shí)現(xiàn)需要的功能。A0 – 信息檢索信息檢索允許用戶在內(nèi)容跳轉(zhuǎn)瀏覽，而不必關(guān)系每個(gè)信息的實(shí)際物理位置。每個(gè)控制信號(hào)的低電平脈沖將內(nèi)部地址指針轉(zhuǎn)移到下一個(gè)信息位置。這種模式只能在放音中使用，通常與 A4 操作同時(shí)應(yīng)用。A1 – 刪除 EOM 結(jié)尾標(biāo)志A1 操作模式允許多次記錄的信息組合成一個(gè)信息，結(jié)束標(biāo)志只出現(xiàn)在最后錄制信息的結(jié)尾。當(dāng)配置成這種模式后，多次錄制的信息在放音時(shí)會(huì)形成連續(xù)的信息。A2 – 沒有使用A3 – 循環(huán)播放A3 操作模式能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)連續(xù)的信息播放，播放的信息處于的地址空間的開始。如果一個(gè)信息充滿了 ISD1420，則用循環(huán)模式可以從頭到尾連續(xù)的播放。PALYE 脈沖可以啟動(dòng)播放，PLAYL 脈沖可以結(jié)束播放。A4 – 連續(xù)尋址在通常的操作中，當(dāng)放音操作遇到結(jié)尾標(biāo)志（EOM ）時(shí)，地址指針將復(fù)原到 0。A4 操作模式將禁止地址指針的復(fù)位，允許信息能連續(xù)錄制和播放。當(dāng)電路處于靜止?fàn)顟B(tài)，不是處于錄音或放音狀態(tài)，即可的設(shè)置該腳為低電平將復(fù)位地址指針。A5 – 沒有使用 相關(guān)圖表芯片工作的時(shí)序圖、最大絕對(duì)參數(shù)和操作條件見以下圖表。 錄音時(shí)序圖 放音時(shí)序圖注：1 在放音期間REC必須保持為高電平2 RECLED在放音期間有結(jié)束標(biāo)志EOM的功能 最大絕對(duì)參數(shù)（裸片）注：超出上述范圍將會(huì)引起器件的永久性損壞。處于絕對(duì)值會(huì)引起器件可靠性降低。在這些條件下器件的參數(shù)將不能得到保證。 操作條件(裸片)注： VCC=VCCA=VCCD. VSS=VSSA=VSSD.(a) 典型參數(shù)隨電壓和溫度的變化(b) 典型參數(shù)隨電壓和溫度的變化 電子時(shí)鐘系統(tǒng)部分在目前許多的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常進(jìn)行一些與時(shí)間有關(guān)的控制測量，根據(jù)測控對(duì)象的不同，可以用兩種方法來進(jìn)行時(shí)間控制：一是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，二是利用單片機(jī)外圍的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 RTC（REAL TIME CLOCK） 。前者利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器，所以無需再接外圍芯片，只需通過軟件編程就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的控制和測量，具有性價(jià)比高、接口電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，但時(shí)間控制精度受到晶振頻率和所選擇的數(shù)據(jù)傳輸方式等方面的影響，從而導(dǎo)致精度不高，所以常用于測控精度不是很高的應(yīng)用控制系統(tǒng)中；而后者是利用外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，雖具有接口電路相對(duì)復(fù)雜等缺點(diǎn)，但是它具有定時(shí)精度高、掉電保護(hù)、功能強(qiáng)大、使用靈活和誤差較小等優(yōu)點(diǎn)，日益受到用戶的青睞。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的類型目前的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，根據(jù)芯片與單片機(jī)接口的不同，可以將其分為兩大類型：一是串行方式的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，這種芯片大多數(shù)是將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根串行傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)線，例如：DS130PCF8583 等。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)線少、電路連接簡單、節(jié)省系統(tǒng)資源和電路板面積等。但是它的缺點(diǎn)：程序編寫復(fù)雜、工作量比較大和操作速度較慢等。二是并行方式的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，這種芯片與單片機(jī)的連接是將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線并行與單片機(jī)連接。例如：DS12C88MC146818 等。這種方式由于數(shù)據(jù)和地址的并行傳送，所以它具有操作方便、快速、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)就是硬件電路相對(duì)的復(fù)雜。不同的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具有不同的功能，現(xiàn)在的大多數(shù)時(shí)鐘芯片具有時(shí)鐘日歷/鬧鐘兩種功能，如 PCF8583。但是在現(xiàn)在的測控應(yīng)用系統(tǒng)中，只是具有這兩種功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需求，所以現(xiàn)在許多芯片增加了方波輸出功能，使實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的應(yīng)用更具廣泛。DS12C887 具有時(shí)鐘、鬧鐘和方波輸出的功能。他具有功能強(qiáng)大、編程簡單和定時(shí)精確較高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用現(xiàn)在的測控系統(tǒng)。所以掌握 DS12C887 與單片機(jī)的接口及編程技術(shù)，把它嵌入到多樣化的應(yīng)用環(huán)境中去，有較大的實(shí)用價(jià)值。 DS12C887 性能簡介DS12C887 是 DALLAS 公司推出的 8 位并行帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它的功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛。它是適用于同單片機(jī)接口的新一代實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS12C887 采用 24 引腳雙列直插式封裝。其振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池等一起封裝在芯片的上方。它斷電后能運(yùn)行 10 年之久而不丟失數(shù)據(jù)。DS12887 時(shí)鐘芯片引腳排列如圖 所示。圖 DS12887 時(shí)鐘芯片引腳時(shí)鐘芯片 DS12887 共有 24 個(gè)引腳，主要引腳分別為：DS 數(shù)據(jù)讀寫信號(hào)端； R/W 數(shù)據(jù)寫信號(hào)端； AS 地址鎖存信號(hào)端； 選通信號(hào)端，低電平有效； CSMOT 計(jì)算機(jī)總線選擇端；RESET 復(fù)位端； AD0～AD7 地址/數(shù)據(jù)（雙向）總線。地址分配DS12887 內(nèi)存由存放實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間、日歷、鬧鐘 RAM 以及用于控制的狀態(tài)查詢的寄存器和用戶 RAM 組成，其中前 10 個(gè)單元用于存放實(shí)時(shí)時(shí)鐘，緊接著 4 個(gè)單元為 4 個(gè)控制寄存器，余下的 114 字節(jié)為用戶 RAM。除以下情況為只讀狀態(tài)外，所有 128 字節(jié)可直接讀寫：1. 寄存器 C 和寄存器 D。2. 寄存器 A 的 位。3. 秒字節(jié)的高位。寄存器及 RAM 的說明從 00H—09H 10 個(gè)單元為時(shí)鐘、日歷、鬧鐘單元，其內(nèi)容可由程序?qū)懭牖蜃x出。其初始值在芯片初始化時(shí)由程序?qū)懭耄捎枚M(jìn)制值或 BCD 碼表示。時(shí)間顯示可采用每天 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制。以上功能均由 B 寄存器相關(guān)位決定。三個(gè)鬧鐘單元（即 01H，03H，05H）有兩種用法：1. 根據(jù)寫入到三個(gè)鬧鐘單元的值產(chǎn)生中斷。2. 在各鬧鐘單元寫入“自由（don’t care）碼”=0 C0H—0FFH， ，即最高兩位為 1 時(shí)為“自由”狀態(tài)，可產(chǎn)生周期性的鬧鐘中斷。寄存器 A 的主要功能：1. 提供時(shí)間更新標(biāo)志，確定在何時(shí)讀出正確的時(shí)間。2. 提供分頻控制功能。3. 可選擇輸出的方波頻率以及周期中斷頻率。寄存器 B 的主要功能：1. 具有初始化設(shè)置功能。初始化時(shí)必需將相關(guān)位置 1，才能初始化時(shí)間和日歷字節(jié)。2. 對(duì)相關(guān)位進(jìn)行設(shè)置，可使系統(tǒng)具有周期中斷、鬧鐘中斷、更新結(jié)束中斷功能。3. 可控制方波的輸出。4. 可控制時(shí)間的顯示模式，并可自動(dòng)執(zhí)行夏令時(shí)制。寄存器 C 的主要功能：提供中斷請(qǐng)求、周期中斷、鬧鐘中斷以及更新結(jié)束中斷標(biāo)志，以及 CPU 查詢。寄存器 D 的主要功能：提供有效 RAM 和時(shí)間標(biāo)志。該標(biāo)志位出廠前由 DALLAS 公司置狀態(tài) 1。這一位不可寫，應(yīng)總讀出為 1。如果出現(xiàn) 0，表明內(nèi)部電池耗盡。第三章 硬件部分的設(shè)計(jì)根據(jù)以上所總結(jié)調(diào)查的知識(shí)與資料，將本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)思如下圖所示：51單片機(jī)語音播報(bào)系統(tǒng)顯 示電子日歷時(shí)鐘芯片檢 測電 路 鍵 盤傳感器放大器圖 系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由信號(hào)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)及其擴(kuò)展系統(tǒng)、語音系統(tǒng)及其鍵盤、時(shí)鐘系統(tǒng)、時(shí)鐘鍵盤、顯示系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。這里將分步對(duì)這幾部分的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。參照各單片接口資料設(shè)計(jì)總體電路圖，見附錄二。 溫度采集及模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：流過器件的電流值等于期間所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）值，即∣Ir ∕T ∣=1，式中：Ir 為流過器件（AD590）的電流，單位為181。A ，T為熱力學(xué)溫度，單位為K。AD590的測溫范圍為55～+150℃。AD590的電源電壓范圍為4～30V。電源電壓可在4～6V范圍變化，電流Ir變化1181。A ，相當(dāng)于溫度變化 1K。AD590可以承受44V 正向電壓和20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。輸出電阻為 710МΩ。精度高， AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M 檔精度最高，在55～150℃范圍內(nèi)，非線行誤差為177?！妗?12v12vRf21k10KRC223 6475811KRf112v+12v+5v1KR25KR312v+12vRC110k1KR1AD590LM324LM324LM324OUTVCC23 64758123 647581 溫度信號(hào)采集轉(zhuǎn)化圖由于采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 分辨率為 ，且允許%)2/(8??的最大輸入電壓為 5V，因此他能分辨輸入模擬電壓的最小變化量為5V %=20mV；AD590 的測量特性為電流 Ir 變化 1181。A，相當(dāng)于溫度變化?1K，因此如要測量溫度范圍為 0℃到 100℃ ，即流過傳感器 AD590 的電流為（273—373）181。A，保留范圍（250—400）181。A。該電流經(jīng)上圖所示電路應(yīng)得到一個(gè) A/D 可識(shí)別的電壓 ,即最小電壓變化為20mV。這里將溫度傳感器 AD590 與 10K 電阻串聯(lián)，取其壓降。測量溫度范圍為 0℃到 100℃，則電壓為 到 。將壓降送入 LM324 電壓跟隨，送入第三個(gè)運(yùn)放同相端；利用第二個(gè)運(yùn)放取得 參考電壓，送入第三個(gè)運(yùn)放反相端；第三個(gè)運(yùn)放構(gòu)成減法電路，當(dāng)同相端輸入電阻和反向端輸入電阻相等、同相端接地電阻和反向端反饋電阻相等時(shí)，輸出電壓為： （）)u(RfCU12120???根據(jù)公式（） ，本系統(tǒng)要求運(yùn)放輸出 0～5V 電壓時(shí)，輸出電壓變化系數(shù)為 10mV/181。A，因此，可調(diào)整可變電阻使放大倍數(shù)為 2 倍，即可滿足最小分辨率20mV/181。A 的變化。以上電路系統(tǒng)部分的最主要作用就是生成的減法器將溫度傳感器采集到的開爾文溫度值轉(zhuǎn)換為了攝氏溫度值。 ADC0809 與 89C51 的接口設(shè)計(jì)OE1 LE11D13 Q1 2D24 Q2 5D37 Q3 6D48 Q4 9D513 Q5 12D614 Q6 15D717 Q7 16D818 Q8 19VCC 20GND10DM74ALS373NADD AADD BADD CALEVCC123MC74AC02N456MC74AC02NSTARTWRRD OEIN31 IN42IN53 IN64IN75START6 EOC 7D3 8OE 9CLK10 VCC 11VREF+ 12GND13D1 14D2 15VREF 16D0 17D4 18D5 19D6 20D7 21ALE22 ADD C23 ADD B24ADD A25IN026 IN127IN228ADC0809CCNOUT4CLK3D21Q 5Q 6CLRPRDM74AS74M AADD BADD CALE START OEVCCA0A1CS圖 A/D0809 與單片機(jī)的接口圖模擬