【文章內(nèi)容簡介】 DS1302有單字節(jié)和多 字節(jié)兩種讀、寫方式。所謂單字節(jié)讀、寫方式即每 次只能從 DS1302中讀、寫 1字節(jié)數(shù)據(jù)。所謂多字節(jié)讀、寫方式則每次可從 DS1302中連續(xù)讀、寫若干字節(jié)數(shù)據(jù)。當位 5至位 1各位均為“1”時，DSI302為多字節(jié)讀、寫方式。最低位 0為“0”表示寫操作，否則為讀操作。命令字節(jié)的傳輸都是從最低位開始。 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。DS1302所有的時間數(shù)據(jù)都放到數(shù)據(jù)寄存器中：2. 讀，寫時序DS1302采用串行方式與微控制器通訊。在片選信號RST變?yōu)楦唠娖胶?，可向芯片發(fā)送指令及讀取數(shù)據(jù)。DS1302的命令字的傳輸從最低位開始。當對 DS1302進行寫數(shù)據(jù)時，首先發(fā)寫控制指令，在控制指令字輸入后的下一個 SCLK時鐘的上升沿，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。當對 DS1302進行讀數(shù)據(jù)時，首先發(fā)讀控制指令，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位至高位 7。注意在 SCLK為高電平期問，不能讀 I／0線，此期間 l／O端為高阻狀態(tài)。因此，在程序設(shè)計時應(yīng)保證在 SCLK上升沿之前讀 I／O線，即可正確讀出時鐘數(shù)據(jù)。 DS1302的讀，寫時序如網(wǎng)所示。輸入數(shù)據(jù)時．在 SCLK上升沿 ．砌 輸入的數(shù)據(jù)位被有效接受輸出數(shù)據(jù)時，在SCLK下降沿時砌 輸出數(shù)據(jù)位。要注意的是．在讀 DS1302時．當8位命令字寫入后緊跟著的第一個下降沿芯片即開始輸出數(shù)據(jù)。實時時鐘軟件首先應(yīng)將Et歷信息初值——秒、分、時、日、月、星期、年等按序?qū)懭氲?DS1302相關(guān)寄存器中，此后，時鐘便以此初值為基準進行計時，只要主電源 VCC2和備份電源 VCC1尚有一個工作正常，則計時就不會終止。初始化El歷信息程序分為三部分： (1)發(fā)送“解除寫保護”命令字 8EH 和內(nèi)容COH，以開放 DS1302寫操作。 (2)發(fā)送“涓流充電”命令字 90H和內(nèi)容 A7H，以開放 DS1302內(nèi)部 充 電 電路。本 系統(tǒng) 選擇DSI302內(nèi)部充電電路為一只串聯(lián)二極管和 8kn限流電阻，因此常規(guī)情況下，主電源 VCC2對備份電源 VCC1之最大充電電流為 Imax：(VDD一二極管壓降)／限流電阻一(50．7)8=0．538mA。 (3)發(fā)送“多字節(jié)寫 日歷型數(shù)據(jù)”或“單字節(jié)寫日歷型數(shù)據(jù)”命令字寫入日歷信息初值。上述第第2部分屬于對 DS1302內(nèi)部功能寄存器操作，因此必須以“單字節(jié)”方式進行發(fā)送；而第 3部分屬于對 DS1302一般寄存器操作，故可以采用“多字節(jié)”方式發(fā)送，以便提高效率。同時， 在儀表工作過程中需要讀取時間日歷信息時，可根 據(jù)具體需要采用“多字節(jié)”方式或“單字節(jié)”方式。這里，無論采用“單字節(jié)”還是“多字節(jié)”方式，能否 可靠、準確地讀出這些信息，其技術(shù)關(guān)鍵是和硬件密切相聯(lián)的 DS1302讀寫驅(qū)動程序的設(shè)計。該驅(qū)動程序的功能是產(chǎn)生正確的同步時鐘脈沖，并在同步時鐘脈沖上升沿將數(shù)據(jù)按位寫人 DS1302或在同步時鐘脈沖的下降沿按位從 DS1302中讀出日歷型數(shù)據(jù)，從而完成 1字節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。對于“多字節(jié)”方式，只需改變命令控制字和增加循環(huán)次數(shù)即可完成多字節(jié)的連續(xù)讀寫。 （4）流程圖1. 程序流程圖 2. 出現(xiàn)的問題⑴鍵的消抖理想的按鍵信號是方波形，是一個標準的負脈沖，但實際情況并非如此。按下和釋放都需要經(jīng)過一個過程才能達到穩(wěn)定，這一過程是處于高低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。抖動持續(xù)時間的長短、頻率的高低與按鍵的機械特性及人的操作有關(guān)，一般在5~10ms之間。這就有可能造成CPU對一次按鍵過程做多次處理。為了避免這種情況的發(fā)生，應(yīng)采取措施消除抖動。消除抖動的方法有兩種，一種是采取硬件來實現(xiàn)，如用濾波器電路、雙穩(wěn)態(tài)電路等。⑵一鍵一操作 一鍵一操作的原理就是當按鍵按下再彈起時才會有數(shù)據(jù)傳送給主控制器，所以在程序中要有指令，否則會引起誤操作，從而成為一鍵幾操作的現(xiàn)象。第四章 調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試的任務(wù)是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設(shè)計性錯誤和工藝性故障。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，處發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試十分不開的，許多硬件故障時在調(diào)試軟件時發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后，在和軟件結(jié)合起來調(diào)試。（1） 常見的硬件故障①邏輯錯誤。樣機硬件的邏輯錯誤是由于設(shè)計錯誤或加工過程中的工藝性錯誤所造成的，包括錯線、開路和短路等幾種，其中短路是最常見的故障。當某一元件虛焊或短路時電路都無法調(diào)試成功。②元器件失效。元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已經(jīng)損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯誤或集成塊安裝方向錯誤等。③可靠性差。引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大或器件負載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定，另外走線和布局不合理等會引起系統(tǒng)的可靠性差。④電源故障。若樣機中存在電源故障，則加點后將造成器件損壞。電源故障包括電壓值不符合設(shè)計要求、電源引出線和插座不對應(yīng)、電源功率不足和負載能力差等。（2） 硬件調(diào)試方法①聯(lián)機調(diào)試。通過脫機調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障，有些硬件故障需要通過聯(lián)機調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。通電后，執(zhí)行讀寫指令，對用戶樣機的存儲器、I/O端口進行讀寫和邏輯檢查等操作，用示波器等設(shè)備觀察波形（如輸出波形、讀/寫控制信號、地址數(shù)據(jù)波形和有關(guān)控制電平），通過波形的觀察分析，發(fā)現(xiàn)和排除故障。②脫機調(diào)試。脫機調(diào)試實在樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖，仔細檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，重點檢查系統(tǒng)的總線或其他信號線之間是否存在相互的短路。樣機所用的電源，事先必須單獨調(diào)試后才能加到系統(tǒng)中。在不差芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位是否正常，仔細測量各點電位是否正常，尤其應(yīng)注意單片機插座上的各點電位是否正常。軟件調(diào)試方法與選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊設(shè)計技術(shù)，則逐個模塊調(diào)好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試。對于模塊結(jié)構(gòu)程序，要對子程序逐個進行調(diào)試。調(diào)試子程序是，一定要符合入口條件和出口條件，調(diào)試手段可采用單步運行方式和斷點運行方式，通過檢查用戶系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場、RAM的內(nèi)容和I/O口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是符合設(shè)計要求。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤和轉(zhuǎn)移地址的錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障，軟件算法和硬件設(shè)計錯誤，在調(diào)試過程中不斷調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件，完成每個程序模塊的調(diào)試。每個程序模塊通過后，可以聯(lián)合各功能模塊進行整體程序綜合調(diào)試。在這一階段如果發(fā)生故障，可以分析子程序在運行時是否破壞現(xiàn)場、緩沖單元是否發(fā)生沖突、零位的建立和清除在設(shè)計上是否失誤、堆棧區(qū)域是否溢出或輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。若用戶系統(tǒng)是在開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)控程序下運行，還要考慮用戶緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。單步運行只能驗證程序正確與否，而不能確定定時精度、CPU的實時響應(yīng)等問題，所以單步和斷點調(diào)試后，還應(yīng)進行連續(xù)調(diào)試。除了觀察穩(wěn)定性之外，還要觀察用戶系統(tǒng)的操作是否符合原始設(shè)計要求，以及安排的用戶操作是夠合理等，必要時還要做適當修正。DS1302 與微處理器進行數(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；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進行數(shù)據(jù)傳送時，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進行單字節(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)。 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；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)。 要特別說明的是備用電源B1，可以用電池或者超級電容器()。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。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，必須進行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間。聯(lián)調(diào)是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實際運行，進行軟、硬件聯(lián)合調(diào)試，從中發(fā)現(xiàn)硬件故障或軟、硬件設(shè)計錯誤。這是對用戶系統(tǒng)檢驗的重要一關(guān)。聯(lián)調(diào)主要解決以下問題：①軟、硬件能否按預(yù)定要求配合工作，如果不能，那么問題出在哪里？如何解決？②系統(tǒng)運行中是否有潛在的設(shè)計是難以預(yù)料的錯誤，如硬件延時過長造成工作時序不符合要求、布線不合理造成有信號串擾等；③系統(tǒng)的動態(tài)性能指標（包括精度、速度參數(shù)）是否滿足設(shè)計要求。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，首先采用單步、斷點、連續(xù)運行方式調(diào)試與硬件相關(guān)的各程序段既可以檢驗這些用戶程序段的正確性，又可以在各功能獨立的情況下，檢驗軟、硬件的配合情況。然后，將軟、硬件按系統(tǒng)工作要求進行綜合運行，采用全速斷點、連續(xù)運行方式進行總調(diào)試，以解決在系統(tǒng)總體運行的情況下軟、硬件的協(xié)調(diào)與提高系統(tǒng)動態(tài)性能。在具體操作中，用戶系統(tǒng)在開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境下，先借用仿真器的CPU、存儲器等資源進行工作。若發(fā)現(xiàn)問題，按上述軟、硬件調(diào)試方法準確定位錯誤，分析錯誤原因，找出解決辦法。用戶系統(tǒng)調(diào)試完后，將用戶程序固化到用戶系統(tǒng)的程序存儲器中，再借用仿真器CPU使用戶系統(tǒng)運行。若無問題，則用戶系統(tǒng)插上單片機即可正確工作（注意，不要忘記用戶系統(tǒng)時鐘、復(fù)位電路的調(diào)試）。第五章 心得體會在此次畢業(yè)設(shè)計中，收獲頗多。如果說我們以前學(xué)的都是一些理論知識和分散的知識，那么在這次畢業(yè)設(shè)計中則是系統(tǒng)的把大學(xué)里所學(xué)的連貫的靈活運用起來。從最簡單的電阻電容的識別和個電阻阻值的選擇，以及各種電子元器件的識別、使用及其檢測，到電烙鐵的正確使用以及焊接的要求及注意點、PCB板的布局及其制作了解，都有了更詳細和更專業(yè)的學(xué)習和實踐。這次的畢業(yè)設(shè)計對我來說無疑是一次較好的動手鍛煉機會，因此從一開始就抱著一種較認真的態(tài)度，無論是從了解電子萬年歷背景、意義、及其實現(xiàn)原理，還是后來的焊接對我來說都是一種提高。在此次設(shè)計中，我負責的是硬件部分的設(shè)計。在方案選擇上我花了很大的功夫，比如說：在萬年歷的顯示上到底是用LED數(shù)碼顯示還是用LCD液晶顯示，我做了很詳細的比較，選出最適合的。這樣在硬件設(shè)計時有關(guān)LCD液晶顯示的給、原理都有詳細的介紹。硬件部分除了主控制器的介紹還有顯示電路、時鐘電路、鍵盤電路的介紹，在介紹時我采用分模塊分小點介紹。經(jīng)過查閱資料和版塊設(shè)計我不僅把大學(xué)所學(xué)的都回憶了一遍并且靈活得把他們串起來運用。在硬件還有焊接的問題，其要注意不能虛焊、漏焊、短焊。其次就是軟件部分和調(diào)試部分，雖然這兩部分是由我同組的同學(xué)負責的，但我也同樣參與了，當有我們問題時都互相討論和學(xué)習，經(jīng)過我們共同的努力和導(dǎo)師的指導(dǎo)我們終于完成了我們的畢業(yè)設(shè)計，并調(diào)試成功。這次的實習使我明白一個道理，做任何一件事都需要互相幫助和學(xué)習，任何事只有自己動手了才會學(xué)得更多和理解的更透徹。在現(xiàn)代高速發(fā)展的今天，僅僅用一些理論知識來武裝大腦是不夠的，我們還需要用實際動手操作能力來裝扮我們的雙手，只有如此才不負祖國對我們的培養(yǎng)，做好祖國的接班人，為祖國貢獻出自己的一份力量。致謝詞在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師喬老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習期間