【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因 7 此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部 鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要 求的寬度。 8 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302 工作原理 DS1302 的結(jié)構(gòu)及工作原理 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線(xiàn)接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(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)。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 31 8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 引腳功能及結(jié)構(gòu) 圖 3 DS1302 芯片 圖示表出 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1為后備電源， VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1＋ 時(shí)， Vcc2給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時(shí)， DS1302由 Vcc1供電。 X1 和 X2是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復(fù)位 /片選線(xiàn)，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高 電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)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 提供終止單 9 字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥ 之前， RST必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 始終是輸入端。 DS1302 的寄存器 DS1302 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 , 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(xiě)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(lèi)：一類(lèi)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C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；另一類(lèi)為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31個(gè)字節(jié)，命令控制字 為 FEH(寫(xiě) )、FFH(讀 )。 10 MAX7219 工作原理簡(jiǎn)介 MAX7219 是 MAXIM 公司 生產(chǎn)的串行輸入 /輸出共陰極 數(shù)碼管顯示 驅(qū)動(dòng)芯片，一片 MAX7219 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) 7 段（包括小數(shù)點(diǎn)共 8段）數(shù)字 LED、 LED 條線(xiàn)圖形顯示器 、 或 64個(gè)分立的 LED發(fā)光二級(jí)管 。 該芯片具有 10MHz 傳輸率的三線(xiàn)串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有 LED 的段電流。 。它的操作很簡(jiǎn)單， MCU只需通過(guò) 模擬 SPI三線(xiàn) 接口就可以將相關(guān)的指令寫(xiě)入 MAX7219的內(nèi)部指令和數(shù)據(jù)寄存器 ，同時(shí)它還允許用戶(hù) 選擇多種譯碼方式和譯碼位。此外它還支持多片 7219 串聯(lián)方式，這樣 MCU就可以通過(guò) 3根線(xiàn)（即 串行 數(shù)據(jù)線(xiàn)、 串行 時(shí)鐘線(xiàn)和芯片選通線(xiàn)）控制更多的數(shù)碼管顯示 。 圖 4 DS1302 芯片 MAX7219 的外部引腳分配 11 圖 5 MAX7219 的內(nèi)部引腳分配 各引腳的功能為： DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端 DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，用于級(jí)連擴(kuò)展 LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入 CLK：串行時(shí)鐘輸入 DIG0~DIG7： 8 位 LED 位選線(xiàn)，從共陰極 LED 中吸入電流 SEG A~SEG G DP 7段驅(qū)動(dòng)和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng) ISET： 通過(guò)一個(gè) 10k 電阻和 Vcc 相連，設(shè)置段電流 12 MAX7219 內(nèi)部的 寄存器 如圖所示 ， 主要有： 譯碼控制寄存器、亮度控制寄存器、掃描界限寄存器、關(guān)斷模式寄存器、測(cè)試控制寄存器。編程時(shí)只有正確操作這些寄存器， MAX7219 才可工作。 圖 6 MAX7219 內(nèi)部的相關(guān)寄存器 分別介紹如下： （１） 譯碼控制寄存器（ X9H） 如圖所示 ， MAX7219 有兩種譯碼方式： B譯碼方式和不譯碼方式。當(dāng)選擇不譯碼時(shí)， 8個(gè)數(shù)據(jù)為分別一一對(duì)應(yīng) 7 個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)位； B 譯碼方式是 BCD 譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。實(shí)際應(yīng)用中可以按位設(shè)置選擇 B譯碼或是不譯碼方式。 13 圖 7 MAX7219 的譯碼控制寄存器 （２） 掃描界限寄存器（ XBH） 如圖所示，此寄存器用于設(shè)置顯示的 LED 的個(gè)數(shù)（ 1~8），比如當(dāng)設(shè)置為 0xX4時(shí)， LED 0~5 顯示。 圖 8 MAX7219 的掃描界限控制寄存器 （３） 亮度控制寄存器 （ XAH） 共有 16 級(jí)可選擇，用于設(shè)置 LED 的顯示亮度，從 0xX0~0xXF （４） 關(guān)斷模式寄存器（ XCH） 共有兩種模式選擇，一是關(guān)斷狀態(tài)，（最低位 D0=0）一是正常工作狀態(tài)（ D0=1）。 14 數(shù)碼管介紹 數(shù)碼管的分類(lèi) 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1位、 2位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰 極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到地線(xiàn) GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 （ 1） 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方式的分類(lèi) 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。 （ 2） 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8＝ 40根 I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51單片機(jī)可用的I/O端口才 32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 （ 3） 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 15 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM增加位選通控制電各自獨(dú)立的 I/O線(xiàn)控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管 實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O端口，而且功耗更低。 數(shù)碼管的應(yīng)用 數(shù)碼管是一類(lèi)顯示屏 通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流會(huì)使其發(fā)亮從而顯示出數(shù)字。 可以顯示、時(shí)間、日期、溫度等所有可以用數(shù)字代替的參數(shù)。 由于它的價(jià)格便宜使用簡(jiǎn)單，所以在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，如：空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管其他家電也用液晶屏與熒光屏。 數(shù)碼管使用 的電流與電壓 電流：靜態(tài)時(shí)，推薦使用 1015mA；動(dòng)態(tài)時(shí)， 16/1動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，平均電流為45mA，峰值電流 5060mA。 電壓：當(dāng)選擇紅色時(shí)，使用 ；當(dāng)選擇綠色時(shí)，使用 。 16 電子時(shí)鐘 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 P r o t e l D X P 與 P r o t e u s電 路 設(shè) 計(jì)源 程 序 設(shè) 計(jì)生 成 目 標(biāo) 代 碼基 于 P r o t e u s 仿 真 圖 9 基于 Proteus 的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程