【文章內(nèi)容簡介】 L1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 AT89C52單片機的振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，可采用石晶振蕩或陶瓷振蕩。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2則不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。89系列單片機與其他微處理器一樣，在開機時都需要復(fù)位，以便于中央處理器以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。89系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如RST引腳上有一個高電平并持續(xù)2個機器周期（24個振蕩周期），則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位是單片機的初始化操作。其主要功能是吧PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也須按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。電自動復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)的。在通電瞬間，電容通過電阻充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。所謂手動復(fù)位，是通過連接一個按鈕開關(guān)，使單片機進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，首先要檢查是否能復(fù)位成功。單片機是一種時序電路，必須給它提供時鐘脈沖信號才能正常工作。系統(tǒng)時鐘信號是單片機內(nèi)部各種操作的時間基準(zhǔn)，為各種指令的執(zhí)行提供時鐘節(jié)拍。通常單片機可通過內(nèi)部振蕩或外部振蕩兩種方式得到系統(tǒng)時鐘信號。AT89C52芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為AXTL1，輸出端為XTAL2。電容采用30pF的陶瓷電容，可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用。確定的單片機4個周期分別是：（fosc為晶體振蕩器的頻率）振蕩周期=1/fosc；狀態(tài)周期=2/fosc；機器周期=12/fosc；指令周期=(1～4)機器周期 系統(tǒng)時鐘電路而AT89C2051的管腳功能與特性，AT89C52都具有，這里不予介紹。DS12887是DALLAS公司的實時時鐘芯片RTC（Real Time Clock），它功能豐富，應(yīng)用廣泛，PC機內(nèi)的時鐘信號就是由D512887提供的。DS12887內(nèi)部自帶晶體振蕩器及鋰電池，可計算到2100年前的秒、分、小時、星期、日、月、年七種日歷信息并帶閏年補償，斷電后能運行10年之久不丟失數(shù)據(jù)?？蛇x用夏令時，具有24小時或12小時兩種制式。它在工業(yè)控制及儀器儀表中有廣泛用途。DS12887上電時， 200mS后，芯片可以被外部程序操作。，芯片處于寫保護(hù)狀態(tài)（所有的輸入均無效），同時所有輸出呈高阻狀態(tài)。當(dāng)Vcc低于3V時，芯片將自動把供電方式切換為由內(nèi)部電池供電[8]。 DS12887 結(jié)構(gòu)和特點 為了更好的了解這款時鐘芯片，并應(yīng)用到設(shè)計中去，簡要介紹DS12887時鐘芯片的主要技術(shù)特點，如下：（1）內(nèi)含一個鋰電池,斷電后運行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。（2）計秒,分,時,天,星期,日,月,年,并有閏年補嘗功能。（3）二進(jìn)制數(shù)碼或BCD碼表示時間,日歷和定鬧。（4）12小時或24小時制,12小時時鐘模式帶有PM和AM指示,有夏令時功能。（5）Motorola和Intel總線時序選擇。（6）有128個字節(jié)RAM單元與軟件接口,其中14個字節(jié)作為時鐘和控制寄存器,114字節(jié)為通用RAM,所有RAM單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。（7）可編程方波信號輸出。（8）中斷信號輸出（IRQ）和總線兼容,定鬧中斷,周期性中斷、時鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽,也可分別進(jìn)行測試。 DS12887的管腳說明AD0~AD7為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線。NC為空腳。MOT為總線模式選擇（MOTOROLA/INTEL），當(dāng)此腳接到Vcc時，選用的是MOTOROLA總線時序，當(dāng)它接地或不接時，選用的是INTEL總線時序。CS為片選端。AS為地址鎖存允許端。R/W在INTEL總線下作為寫。DS在INTEL總線下作為讀。RESET為復(fù)位端，復(fù)位端對時鐘、日歷、RAM無效，系統(tǒng)上電時復(fù)位端要保持低電平200mS以上DS12887才可以正常工作。IRQ為中斷請求輸出端。SQW為方波輸出端。Vcc為+5V電源。GND為接地端。GND、VCC：直流電源，其中VCC接+5V輸入，GND接地，當(dāng)VCC輸入為+5V時，用戶可以訪問DS12887內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)，并可對其進(jìn)行讀、寫操作；當(dāng)VCC的輸入小于+，禁止用戶對內(nèi)部RAM進(jìn)行讀、寫操作，此時用戶不能正確獲取芯片內(nèi)的時間信息；當(dāng)VCC的輸入小于+3V時，DS12887會自動將電源發(fā)換到內(nèi)部自帶的鋰電池上，以保證內(nèi)部的電路能夠正常工作。MOT：模式選擇腳，DA12887有兩種工作模式，即Motorola模式和Intel模式，當(dāng)MOT接VCC時，選用的工作模式是Motorola模式，當(dāng)MOT接GND時，選用的是Intel模式。本文主要討論Intel模式。SQW：方波輸出腳，當(dāng)供電電壓VCC大于+，SQW腳可進(jìn)行方波輸出，此時用戶可以通過對控制寄存器編程來得到13種方波信號的輸出。AD0～AD7：復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線，該總線采用時分復(fù)用技術(shù)，在總線周期的前半部分，出現(xiàn)在AD0～AD7上的是地址信息，可用以選通DS12887內(nèi)的RAM，總線周期的后半部分出現(xiàn)在AD0～AD7上的數(shù)據(jù)信息。AS：地址選通輸入腳，在進(jìn)行讀寫操作時，AS的上升沿將AD0～AD7上出現(xiàn)的地址信息鎖存到DS12887上，而下一個下降沿清除AD0～AD7上的地址信息，不論是否有效，DS12887都將執(zhí)行該操作。DS/RD：數(shù)據(jù)選擇或讀輸入腳，該引腳有兩種工作模式，當(dāng)MOT接VCC時，選用Motorola工作模式，在這種工作模式中，每個總線周期的后一部分的DS為高電平，被稱為資料選通。在讀操作中，DS的上升沿，使DS12887將內(nèi)部數(shù)據(jù)送往總線AD0～AD7上，以供外部讀取。在寫操作中，DS的下降沿將使總線AD0～AD7上的數(shù)據(jù)，鎖存在DS12887中；當(dāng)MOT接GND時，選用Intel工作模式，在該模式中，該引腳是讀允許輸入腳，即Read Enable。R/W：讀/寫輸入端，該管腳也有2種工作模式，當(dāng)MOT接VCC時，R/W工作在Motorola模式。此時，該引腳的作用是區(qū)分進(jìn)行的是讀操作還是寫操作，當(dāng)R/W為高電平時為讀操作，R/W為低電平時為寫操作；當(dāng)MOT接GND時，該管腳工作在Intel模式，此時該引腳作為寫允許輸入，即Write Enable。CS：片選輸入，低電平有效。IRQ：中斷請求輸入，低電平有效，該引腳有效對DS12887內(nèi)的時鐘、日歷和RAM中的內(nèi)容沒有任何影響，僅對內(nèi)部的控制寄存器有影響，在典型的應(yīng)用中，RESET可以直接與VCC連接，這樣可以保證DS12887在掉電時，內(nèi)部控制寄存器不受影響。 DS12887的存儲功能DS12887有128個RAM單元。其中4個單元用作控制寄存器，10個單元用作存放時鐘字節(jié)，114字節(jié)為通用RAM。地址功能取值范圍（十進(jìn)制數(shù)）取值范圍（二進(jìn)制數(shù)）取值范圍（BCD碼）0秒0～5900～3B00～591秒鬧鈴0～5900～3B00～592分0～5900～3B00～593分鬧鈴0～5900～3B00～59412[小]時模式0～1201～0C AM81～8C PM01～12 AM81～92 PM24[小]時模式0～2300～1700～235時鬧鈴，12[小]時制1～1201～0C AM81～8C PM01～12 AM81～92 PM時鬧鈴，24[小]時制0～2300～1700～236星期（星期天=1）1～701～0701～077日1～3101～1F01～318月1～1201～0C01～129年0～9900～6300～9910控制寄存器A11控制寄存器B12控制寄存器C13控制寄存器D50世紀(jì)0～99NA19，20 DS12887與單片機的連接圖在各種設(shè)備、家電、儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)中，可以很容易地用DS12887來組成時間獲取單元，以實現(xiàn)各種時間的獲取。，時間獲取電路圖，其中DS12887的基地址為7F00H，相應(yīng)的程序采用C51語言編寫(設(shè)計中為Intel工作模式)。 ds12887與單片機的連接圖 SHT11溫濕度傳感器的概述SHT11是瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的一款數(shù)字式溫濕度傳感器。該傳感器采用獨特的CMOSens TM技術(shù)，具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路及全互換的特點。該芯片廣泛應(yīng)用于空調(diào)、汽車、消費電子、自動控制等領(lǐng)域。主要特點如下[9]：(1)高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上；　　(2)提供二線數(shù)字串行接口SCK和DATA，接口簡單，支持CRC傳輸校驗，傳輸可靠性高；　　(3)測量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置A／D轉(zhuǎn)換器(分辨率為8～12位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程米選擇)；　　(4)測量精確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補償?shù)臐穸葴y量值和高質(zhì)量的露點計算功能；　　(5)封裝尺寸超小( mm mm)，測量和通信結(jié)束后，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式；　　(6)高可靠性，采用CMOSens工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。 SHT11的引腳功能SHT11溫濕度傳感器采用SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡單。 SHT11引腳排列各引腳的功能如下：　 （1） 腳1和腳4信號地和電源，～ V；　?。?） 腳2和腳3二線串行數(shù)字接口，其中DATA為數(shù)據(jù)線，SCK為時鐘線；　?。?） 腳5～8未連接。 SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理溫濕度傳感器SHT11將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上。該芯片包括一個電容性聚合體濕度敏感元件和一個用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號首先進(jìn)入微弱信號放大器進(jìn)行放大；然后進(jìn)入一個14位的A／D轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號。SHT11在出廠前，都會在恒濕或恒溫環(huán)境巾進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲在校準(zhǔn)寄存器中；在測量過程中，校準(zhǔn)系數(shù)會自動校準(zhǔn)來自傳感器的信號。此外，SHT11內(nèi)部還集成了一個加熱元件，加熱元件接通后可以將SHT11的溫度升高5℃左右，同時功耗也會有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。在高濕(95％RH)環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時縮短響應(yīng)時間，提高精度。加熱后SHT11溫度升高、相對濕度降低，較加熱前，測量值會略有差異[9]。 SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖微處理器是通過二線串行數(shù)字接口與SHT11進(jìn)行通信的。通信協(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器I／O口模擬該通信時序。微處理器對SHT11的控制是通過5個5位命令代碼來實現(xiàn)的。命令代碼含義00011測量溫度00101測量濕度00111讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器00110寫內(nèi)部狀態(tài)寄存器11110復(fù)位命令，使內(nèi)部狀態(tài)寄存器恢復(fù)默認(rèn)值，下一次命令前至少等待11ms其他保留 SHT11應(yīng)用設(shè)計 微處理器采用二線串行數(shù)字接口和溫濕度傳感器芯片SHT11進(jìn)行通信，所以硬件接門設(shè)計非常簡單；然而，通信協(xié)議是芯片廠家自己定義的，所以在軟件設(shè)計中，需要用微處理器通用I／O口模擬通信協(xié)議[11]。 硬件設(shè)計SHT11通過二線數(shù)字串行接口來訪問，所以硬件接口電路非常簡單。需要注意的地方是：DATA數(shù)據(jù)線需要外接上拉電阻，時鐘線SCK用于微處理器和SHT11之間通信同步，由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以對SCK最低頻率沒有需求；，SCK頻率最高為10 MHz， V時，SCK最高頻率則為1 MHz。[12]。 SHT11與微處理器的硬件連接圖 LED數(shù)碼管顯示電路 LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光級管陰極共地。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。通常的七段顯示器（也有人稱為七節(jié)顯示屏）是由八個發(fā)光二極管所組成的，因此也被叫做八段顯示器。其中包括七個細(xì)長條形