【文章內(nèi)容簡介】 電 源 穩(wěn) 定后撤 銷 復(fù)位信 號(hào) (低 電平 )。 從理論 上 來說 ， 51 系列 單 片機(jī)復(fù)位引 腳 只要外加 兩個(gè) 機(jī)器周期的有效信 號(hào) 即可復(fù)位，即 只要保 證 t =RC2M(機(jī)器周期 )便可。但在 實(shí)際設(shè)計(jì) 中，通常 C1取值 10μ F， R1取值 為 10 KC53 0 P FC63 0 P FY11 1 . 0 5 9 2 M H ZX T A L 1X T A L 2本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 Ω左右。 實(shí)踐發(fā)現(xiàn) ， R1 如果取值太小，例如 1KΩ ， 則會(huì)導(dǎo) 致 RST 信號(hào)驅(qū)動(dòng)能 力 變 差而 無 法使系 統(tǒng) 可靠復(fù)位。 圖 RC復(fù)位 電 路 時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)及原理 時(shí)鐘方案的比較 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，鬧鐘的功能需要在系統(tǒng)時(shí)鐘的功能下才能實(shí)現(xiàn)， 系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)的方案，通常有以下兩種： 方案一：因 為題 目中只要求 顯 示小 時(shí) 、分 鐘 、秒，因此可以 用門電 路 組 合構(gòu)成 時(shí)鐘發(fā) 生器，但此方案硬件復(fù) 雜，穩(wěn) 定性低，且不易控制。 方案二：采用 帶 RAM 的 時(shí)鐘 芯片 DS12C887。 該 芯片可以 進(jìn) 行 時(shí)分秒的 計(jì)數(shù) ，具有 100年日 歷 ，可 編 程接 口 ，還 具 有報(bào) 警功能和掉 電保存功能，并且可 以對 其方便的 進(jìn) 行程控。 比較兩種方案，后者完全能 滿 足 題 目的要求，而第一種 方案，硬件 復(fù)雜、穩(wěn)定性 低、不易 控制， 權(quán)衡優(yōu)劣，選擇 方案二。 DS12C887 的概述 DS12C887是 DALLAS 公司 的 產(chǎn) 品 ，采用 CMOS技 術(shù) 制成，它能在不供電 的情 況 下使用十年以上。它在 沒 有 電壓輸 入的情 況 下， 內(nèi) 部 RAM，時(shí)間 ，日期， 鬧鐘設(shè) 置信息都不 會(huì)丟 失。在外部 電壓輸 入不足 (低于)時(shí) ，自 動(dòng)寫 保 護(hù) ，不管片 選 是否有效， 電壓 降到 3V以下就自 動(dòng)切 換 到 內(nèi)部鋰電 池 供電 。首次使用此模 塊 時(shí) ， 需要 對 DS12C887初始化，在晶振 開啟 以后，不用再做初始化 [9]。 DS12C887 主要特點(diǎn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 為了更好的了解這款 時(shí)鐘 芯片 ，并應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去 ， 簡要介紹DS12C887 時(shí)鐘 芯片的主要技術(shù)特點(diǎn) ， 如下： (1)可作 為 IBM AT 計(jì) 算機(jī)的 時(shí)鐘 和日 歷 ； (2)與 MC146818B和 DS1287 的管 腳 相容； (3)具有完 備 的 時(shí)鐘 、 鬧鐘 及到 2100 年的日 歷 功能，可 選擇 12小 時(shí) 制或 24 小 時(shí) 制 計(jì)時(shí) ，有 AM 和 PM、星期、夏令 時(shí)間 操作， 閏 年自 動(dòng)補(bǔ)償 等功能； (4)具有可 編 程 選擇 的周期性中 斷 方式和多 頻 率 輸 出 的方波 發(fā) 生器功能； (5)DS12887 內(nèi) 部有 14 個(gè)時(shí)鐘 控制寄存器，包括 10 個(gè)時(shí)標(biāo) 寄存器， 4 個(gè)狀態(tài) 寄存器和 114bit作掉 電 保 護(hù) 用的低功耗 RAM； (6)由于 該 芯片具有多種周期中 斷速率時(shí)鐘 中 斷功 能，因此可以滿 足各種不同的待機(jī)要求，最 長可達(dá) 24小 時(shí) ，使用非常方便； (7)時(shí)標(biāo) 可 選擇 二 進(jìn) 制或 BCD碼 表示； (8)工作 電壓 ： +，工作 電 流： 715mA，工作 溫 度范 圍 ：070℃； (9)MOTOROLA 和 INTEL 總線時(shí) 序 選擇 。 DS12C887的管腳說明 DS12C887 內(nèi) 部由振 蕩電 路，分 頻電 路，周期中 斷 /方波 選擇電 路，14 字 節(jié)時(shí)鐘 和控 制單 元， 114 字 節(jié) 用 戶非 易失 RAM，十 進(jìn) 制 /二 進(jìn) 制累加器， 總線 接口 電 路， 電 源 開關(guān)寫 保 護(hù)單 元和 內(nèi)部鋰電 池等部分 組成。 DS12887 引 腳 分配和 DS12C887 的結(jié)構(gòu)框圖如 圖 ， 所示。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 DS12C887的引 腳 排列 圖 DS12C887的結(jié)構(gòu)框圖 GND、 VCC：直流 電 源，其中 VCC 接 +5V 輸 入， GND 接地， 當(dāng) VCC輸 入 為 +5V 時(shí) ，用 戶 可以 訪問 DS12C887 內(nèi) RAM 中的 數(shù) 據(jù)，并可 對 其OSC .POWERSWITCHANDWRITEPROTECTCS+ 8 + 64 + 64PERIODIC INTERRUPT / SQUARE WAVESELECTORSQUARE WAVE OUTCLOCK , CALENDAR , AND ALARM RAMREGISTERS A , B , C , DUSER RAM113 BYTESCENTURY BYTECLOCK /CALENDARUPDATEBCD /BINARYINC REMENTBUSINTER FACEV CCV BATCSDSR / WASADO +AD 7MOTV CCPOKSQWIRQRESETDOUBLEBUFFERED本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 進(jìn) 行 讀 、 寫 操作； 當(dāng) VCC的 輸 入小于 + 時(shí) ，禁止用 戶對內(nèi) 部 RAM進(jìn) 行 讀 、 寫 操作，此 時(shí) 用 戶 不能正 確獲 取芯 片內(nèi) 的 時(shí)間 信息； 當(dāng) VCC的 輸 入小于 +3V時(shí) ， DS12C887 會(huì) 自 動(dòng)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 ， DA12C887 有兩 種工作模式，即 Motorola 模式和 Intel 模式， 當(dāng) MOT 接 VCC 時(shí) ， 選用 的工作模式是 Motorola 模式， 當(dāng) MOT接 GND 時(shí) ， 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 + 時(shí) ， SQW腳 可 進(jìn)行方波 輸 出，此 時(shí) 用 戶 可以通 過對 控制寄 存器編 程 來 得到 13 種方波信 號(hào) 的 輸 出。 AD0～ AD7：復(fù)用地址 數(shù) 據(jù) 總線 ， 該總線 采用 時(shí) 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DS12C887 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(shí) ， AS的上 升沿將 AD0～AD7 上出 現(xiàn) 的地址信息 鎖 存到 DS12C887 上，而下一 個(gè)下 降沿清除AD0～ AD7 上的地址信息，不 論 是否有效， DS12C887 都 將執(zhí) 行 該 操作。 表 周 期性中斷率和方波中斷頻率 寄存器 A 中的控制 PI 周期中斷周期 SQW輸出頻率 RS3 RS2 RS1 RS0 0 0 0 0 無 無 0 0 0 1 256 Hz 0 0 1 0 128 Hz 0 0 1 1 s 8129 Hz 0 1 0 0 s 4096 Hz 0 1 0 1 s 2048 Hz 0 1 1 0 s 1024 Hz 0 1 1 1 512 Hz 0 0 0 0 256 Hz 0 0 0 1 128 Hz 0 0 1 0 64 Hz 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 0 0 1 1 32 Hz 0 1 0 0 16 Hz 0 1 0 1 125ms 8 Hz 0 1 1 0 250ms 4 Hz 0 1 1 1 500ms 2 Hz 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(shí) ， 選用 Motorola 工作模式，在 這 種工作模式中，每 個(gè)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 DS12C887 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 DS12C887 中； 當(dāng) MOT 接 GND 時(shí) ， 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(shí) ，R/W 工作在 Motorola 模式。此 時(shí) ， 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(shí)為讀 操作， R/W為 低 電平時(shí)為寫操作； 當(dāng) MOT接 GND 時(shí) ， 該 管 腳 工作在 Intel 模式，此 時(shí)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 DS12C887 內(nèi) 的時(shí)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DS12C887 在掉 電時(shí) ， 內(nèi) 部控制寄存器不受影 響 。 DS12C887 的存儲(chǔ)功能 在 DS12C887 內(nèi) 有 10 字 節(jié) RAM 用 來 存 儲(chǔ)時(shí)間 信息， 4 字 節(jié) 用 來 存儲(chǔ) 控制信息，其具 體地址及取值 ， 如表 。 表 DS12C887的地址及取值 ADDRESS LOCATION FUNCTION DECIMAL RANGE RANGE BINARY DATA MODE BCD DATA MODE 0 Seconds 0059 003B 0059 1 Seconds alarm 0059 003B 0059 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 2 Minutes 0059 003B 0059 3 Minutes alarm 0059 003B 0059 4 Hours12hr Mode 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours24hr Mode 023 0017 0023 5 Hours alarm12hr 112 010C AM,818C PM 0112 AM,8192 PM Hours alarm24hr 023 0017 0023 6 Day of the week Sunday=1 17 0107 0107 7 Data of the month 131 011F 0131 8 Month 112 010C 0112 9 Year 099 0063 0099 50 Century 19,20 NA 19,20 DS12C887 與單片機(jī)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DS12C887 來組 成 時(shí)間獲取單 元，以 實(shí)現(xiàn) 各種 時(shí)間 的 獲 取。圖 是用 AT89C51 單 片機(jī)和 DS12C887 芯片構(gòu)成的 ， 時(shí)間獲 取 電 路 圖 ，其中DS12C887 的基地址 為 7F00H，相 應(yīng) 的程序采用 C51 語言編寫 (設(shè)計(jì)中為 Intel工作模式 )。 5VR41 0kC81 0u F5VR35k5VM O T1NC2NC3AD04AD15AD26AD37AD48AD59AD610AD711GND12CS13AS14R / W15NC16DS17R E S E T18I R Q19NC20NC21NC22S Q W23V C C24U2D S 12 C 8 87P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07I N T 0本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 DS12C887時(shí)鐘 硬件 電 路 圖 溫度檢測的設(shè)計(jì)及原理 溫度檢測模塊設(shè)計(jì)方案比較與論證 常見溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有以下兩種 方案 [10]： 方案一：采用 熱電 偶或 熱 敏 電阻 作感 溫組 件，但 熱電 偶需冷端 補(bǔ)償 ， 電 路 設(shè)計(jì) 復(fù) 雜，熱 敏 電阻雖然精度較 高，但需 要標(biāo) 準(zhǔn) 穩(wěn) 定 電阻 匹配才能使用，而且重復(fù)性、可靠性都比 較 差。 方案二：采用集成 溫 度 傳 感器 DS18B20， 該傳 感器 結(jié) 構(gòu) 簡單 ，不需外接 電 路。 相比較，方案二完全能 滿 足 題 目的要求，且分辨率 較 高，重復(fù)性和可靠性好，所