【文章內(nèi)容簡介】 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ? P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負載，對端口 P0 寫入 “1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也可以提供低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。在 Flash ROM 編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電 流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。 P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流 (I/L )。 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。 在 flash 編程和校驗時， p1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 引腳號第二功能： t2（定時器 /計數(shù)器 t2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 t2ex（定時器 /計數(shù)器 t2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） mosi（在線系統(tǒng)編程用） miso（在線系統(tǒng)編程用） sck（在線系統(tǒng)編程用） ? P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 邏輯電平輸入。對 p2 端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 在訪問外部程序存 儲器和 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 “MOVX @DPTR”指令）時， P2 送出高 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 “MOVX @R1”指令）華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 時， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。在對 Flash ROM 編程和程序校驗期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對 p3 端口寫入 “1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流 (I/L )。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗時， p3 口也接收一些控制信號。 引腳號第二功能： rxd(串行輸入口 ) txd(串行輸出口 ) into(外中斷 0) int1(外中斷 1) to(定時 /計數(shù)器 0) t1(定時 /計數(shù)器 1) wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) ? RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。 ? ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ? 對 flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ? 如有 必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 12 會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 ? PSEN——程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 ? EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地 址為 0000hffffh），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 lb1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 ea 端狀態(tài)。 ? 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 ? flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12v 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12v 編程電壓 VPP。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時鐘電路 本電路采用 DS1302 時鐘芯片， DS1302 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通的 32768Hz 晶振，兩個電源 Vcc1 及 Vcc2 接電源 VDD，這樣如果沒有交流電的供電也可以由可充電電池供電，起了掉電保護，防止 數(shù)據(jù)丟失。 2 腳 X1（晶振引腳）及 3 腳 X2（晶振引腳）接 32768Hz 的晶振， DS1302 的 7 腳 CLK（串行時鐘輸入引腳）與單片機的 相連， 6 腳 I/O（數(shù)據(jù)輸入輸出引腳）與單片機的 相連， 5 腳 RET（復(fù)位引腳）與單片機的 相連。 DS1302 與單片機的連接僅需要 3 條線： CE 引腳、 SCLK 串行時鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳，華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 Vcc2 為備用電源，外接 晶振，為芯片提供計時脈沖。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302VCC12Y112P2Header 2batterbatterSCLKCS1302電池 圖 時鐘電路原理圖 現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實時時鐘電路 DS1302 是美國DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路。 它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個 318 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但 增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。它可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 晶振。 ? 1） 、 DS1302 芯片的引腳說明 圖 DS1302 芯片的引腳圖 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 14 Vcc1 、 VCC2（ 1） ： 其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X X2（ 3） ： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST（ 5） ： RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(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，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 I/O (6) ： 串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。 SCLK(7) ： 時鐘輸入端。 ? 2） 、 DS1302 芯片的工作原理 ① DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字如圖 所示。控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作， 位 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低 位開始輸出。 圖 DS1302 的控制字節(jié) ② 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。同樣，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 位到高位 7。 ③ DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放數(shù)據(jù)為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 表 DS1302 的日歷、時間寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10/AP HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 IQM MONTH 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫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：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；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器 ，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 ④ DS1302 與 CPU 的連接 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。實際上，在調(diào)試程序時可以不加電容器，只加一個 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時顯示實時溫度。只要占用CPU 一個口線即可。 DS1302 存在時鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時鐘混亂等缺點。 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特 別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。這種記錄對長時間的連續(xù)測控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時采樣或定時采樣，沒有具體的時間記錄，因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無法準確記錄其出現(xiàn)的時間；若采用單片機計時，一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而且，某些測林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 16 控系統(tǒng)可能不允許。但是，如果在系統(tǒng)中采用時鐘芯片 DS1302，則能很好地解決這個問題。 3. 復(fù)位電路 單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)中復(fù)位電 路使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)下，并從這個狀態(tài)開始工作，無論是在控制系