【文章內(nèi)容簡介】 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，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。因為本設(shè)計選用 Intel 工作模式，所以該引腳是讀允許輸入腳。 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，該腳工作在 Intel模式，此時該 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，該腳有效對 DS12C887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可以直接接到 VCC，這樣可以保證 DS12C887在掉電時，其內(nèi)部控制寄存器不受影響。 在 DS12C887內(nèi)有 11字節(jié) RAM用來存儲時間信息， 4字節(jié)用來存儲控制信息，其具體地址及取值如表 1所列。 [8] 10 表 1 DS12C887的存儲功能 地址 功能 取值范圍 (十進制 ) 取值范圍 二進制 BCD碼 0 秒 0~59 00~3B 00~59 1 秒鬧鈴 0~59 00~3B 00~59 2 分 0~59 00~3B 00~59 3 分鬧鈴 0~59 00~3B 00~59 4 12小時模式 1~12 01~0C AM 81~8C PM 01~12 AM 81~92 PM 24小時模式 0~23 00~17 00~23 5 時鬧鈴， 12小時制 1~12 01~0C AM 81~8C PM 01~12 AM 81~92 PM 時鬧鈴， 24小時制 0~23 00~17 00~23 6 星期（星期日 =1） 1~7 01~07 01~07 7 日 1~31 01~1F 01~31 8 月 1~12 01~0C 01~12 9 年 0~99 00~63 00~99 10 控制寄存器 A 11 控制寄存器 B 12 控制寄存器 C 13 控制寄存器 D 50 世紀(jì) 0~99 NA 19,20 LED 顯示驅(qū)動芯片 MAX7219 MAX7219的功能特點如下： 10MHz連續(xù)串行口 獨立的 LED段控制 數(shù)字的譯碼與非譯碼選擇 150μ A的低功耗關(guān)閉模式 亮度的數(shù)字和模擬控制 高電壓中斷顯示 共陰極 LED顯示驅(qū)動 24腳的 DIP和 SO封裝 MAX7219的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 6所示。 [9] 11 圖 6 MAX7219內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 MAX7219內(nèi)部主要包括移位寄存器、控制寄存器、譯碼器、數(shù)位驅(qū)動器、段驅(qū)動器， 以及亮度調(diào)節(jié)和多路掃描電路等。 MAX7219 采用串行接口方式，只需要 LOAD、 DIN、 CLK 三個引腳便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行 傳 送。 MAX7219的 16位串行數(shù)據(jù)（ D15~D0）的作用見表 2所示。 表 2 MAX7219的 16位串行數(shù)據(jù) D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D3 D2 D1 D0 無關(guān)比特 地址 數(shù)據(jù)位 其中低 8位表示顯示數(shù)據(jù)本身，最高的 4位 D15~D12為無關(guān)比特， D11~D8用于尋址14個內(nèi)部寄存器。 16位中最先接收的是最高有效位 D15。 MAX7219 內(nèi)部具有 14 個可尋址數(shù)位和控制寄存器。 8 個數(shù)位寄存器由一個片內(nèi) 8? 8雙端口 SRAM 實現(xiàn)。它們可直接尋址，因此可對單個數(shù)位進行更新，并且通常只要 V+超過 2V數(shù)據(jù)就可保留下去。除 8個數(shù)位寄存器之外， MAX7219內(nèi)部還有無操作、譯碼方式、亮度調(diào)整、掃描位數(shù)、低功耗模式和顯示測試 6個控制寄存器，它們的功能如 下： 無操作寄存器：用于多片 MAX7219的級聯(lián)。 譯碼方式寄存器：用于設(shè)置每個數(shù)位工作 BCD譯碼方式或是非譯碼方式。 亮度調(diào)整寄存器：用于顯示亮度的數(shù)字化調(diào)整。顯示器的亮度可以通過模擬與數(shù)字兩種方式進行調(diào)整。模擬方式是在 VCC與 ISET引腳之間外接一個電阻 RSET，調(diào)整該電阻的大小即可改變顯示器亮度；數(shù)字方式是使用亮度調(diào)整寄存器，此時芯片內(nèi)啟用一個脈寬調(diào)制器，它由亮度調(diào)整寄存器低半字節(jié) D3— D0 控制，產(chǎn)生 16種占空比不同的輸出脈沖，形12 成 16級亮度調(diào)整。 掃描位數(shù)寄存器：設(shè)置顯示數(shù)據(jù)位的個數(shù)。 低功耗模式寄 存器：用于節(jié)省電源消耗，延長顯示器的使用壽命。上電時所有的控制寄存器都復(fù)位，顯示器都熄燈，芯片進入低功耗模式。 顯示測試寄存器：用于顯示器的測試。測試時以 31/32 或 15/16 的占空比掃描全部數(shù)位段，使得所有顯示器的所有段以最大的亮度點亮。 MAX7219，其引腳分布如圖 7所示。 圖 7 MAX7219引腳分布示意圖 引腳功能說明如下： DIN（ 1引腳）： 串行數(shù)據(jù)輸入端口。在時鐘上升沿時數(shù)據(jù)被載入內(nèi)部的 16位寄存器。 DIG0~7（ 1 8引腳）： 八個數(shù)據(jù)驅(qū)動線路置顯示器共陰極為 低電平。關(guān)閉時此管腳輸出高電平。 GND（ 9引腳）： 地線（ 4腳和 9腳必須同時接地） 。 LOAD（ 12引腳）： 載入數(shù)據(jù)。連續(xù)數(shù)據(jù)的后 16位在 LOAD端的上升沿時被鎖定。 CLK（ 13引腳）： 時鐘序列輸入端。最大速率為 10MHz在時鐘的上升沿，數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器。下降沿時，數(shù)據(jù)從 DOUT端輸出。 SEG A~G， SEG DP（ 1 1 2 2 1 1 22引腳）： 7段和小數(shù)點驅(qū)動，為顯示器提供電流。當(dāng)一個段驅(qū)動關(guān)閉時，此端呈低電平。 ISET（ 18 引腳）： LED 段峰值電流提供引腳。 通過一 個電阻連接到 VDD 來提高段電流。 V+（ 19引腳）： 正極電壓輸入， +5V。 DOUT（ 24引腳 ） ： 串行數(shù)據(jù)輸出端口，從 DIN輸入的數(shù)據(jù)在 端有效。當(dāng)使用多個 MAX7219時用此端方便擴展。 [10] 兩片 MAX7219的 連接 因為本設(shè)計要實現(xiàn)顯示年（ 4 位數(shù)字）、月（ 2 位數(shù)字）、日（ 2 位數(shù)字）、星期（ 1 位13 數(shù)字）、小時（ 2位數(shù)字）、分鐘（ 2位數(shù)字），總共需要 13位數(shù)碼管，而一片 MAX7219最多只能支持 8位數(shù)碼管的顯示，所以，我們需要 單片機分別連接 兩片 MAX7219來實現(xiàn) 13位數(shù) 碼管顯示。 [11] 電路原理圖 及說明 控制電路 圖 8所示為本 設(shè)計 的單片機部分的電路原理圖。 圖 8 實時日歷時鐘顯示系統(tǒng)單片機部分電路原理圖 圖 8中， U1為 Atmel 公司的單片機芯片 AT89C52， 它工作 。 P0端口用作地址 /數(shù)據(jù)復(fù) 用總線 AD［ 0~7］，和日歷時鐘芯片相連。 P1端 口用作數(shù)碼管的段碼接口，由于本 設(shè)計 的顯示不會出現(xiàn)小數(shù)點，因此只使用 了 a、b、 c、 d、 e、 f、 g，而沒有使用 dp（ 小數(shù)點 ） 段。 P2端口的 ~，它們需要 通過 416譯碼電路以及驅(qū)動電路來控制 13位數(shù)碼管的位碼選擇。 P2 端口的 在反相之后為日歷時鐘芯片提供片選信號，需要反相是因為該片選信號為低電平有效。 單片 機 的 （ /RD） 、 （ /WR） 引腳和日歷時鐘芯片的讀、寫引腳直接相連，它們均為 低電平 有效。 單片機的 ALE引腳將和日歷時鐘芯片的鎖存輸入引腳直接相連，作為地址鎖存，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和地址線的時分復(fù)用。 14 日歷時鐘電路 圖 9為日歷時鐘芯片部分的電路圖。 圖 9 實時日歷時鐘顯示系統(tǒng)片選及日歷時鐘芯片部分電路原理圖 圖 9中， U2 為 6反相器 74LS04，它將單片機的 DS12C887的片選引腳 。 U3 為日歷時鐘芯片 DS12C887，在 本設(shè)計 中，將其 MOT引腳接地，選擇 Intel 總線時序模式 。在以 Intel 總線時序模式工作時，它和 51 單片機的接口完全兼容，因此將它的地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線 AD0~AD鎖存輸入 ALE、讀輸入 DS、寫輸入 W/R 和 51 單片機的對應(yīng)引腳直接相連。 DS12C887的方波輸出 SQW和中斷申請 /IRQ在 本設(shè)計 中不使用。 [12] 顯示電路 圖 10為顯示電路的 電路圖，使用兩片 MAX7219，實現(xiàn) 16位數(shù)碼管顯示。 [13] 15 圖 10 顯示電路電路圖 4 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計分兩部分：時鐘部分以及顯示部分。 時鐘部分軟件設(shè)計 DS12C887的內(nèi)存空間 DS12C887的內(nèi)存空間共 128個字節(jié)，其中 11 個字節(jié)專門用于存儲時間、星期、日歷和鬧鐘信息； 4 個字節(jié)專門用于控制和存放狀態(tài)信息；其余 113 個字節(jié)為用戶可以使用的普通 RAM空間。圖 11 為日歷時鐘芯片 DS12C887的內(nèi)存空間映射示意圖。 [14] 圖 11 日歷時鐘芯片 DS12C887內(nèi)存空間映 射示意圖 16 地址 0x000x09共 10個寄存器分別存放的是秒、秒鬧鐘、分鐘、分鬧鐘、小時、時鬧鐘、星期、日、月和年信息，地址 0x32為世紀(jì)信息寄存器（解決了“兩千年問題”）地址0x0A~0x0D四個寄存器分別為寄存器 A、 B、 C、 D，它們用于控制和存放某些狀態(tài)信息；其余的 113字節(jié)地址空間是留給用戶使用的普通內(nèi)存空間。 根據(jù)此地址映射關(guān)系（見圖 11）和芯片選的設(shè)置（由單片機的 ）可以得到每個特定寄存器在程序中的地址，即為 0x0100加上圖 11 中的地址偏移。比如，日信息寄存器的地址為 0x0107，控制寄存器 B的地址為 0x010B等。 在所有的 128字節(jié)中，寄存器 C和 D為只讀寄存器，寄存器 A的第 7位屬于只讀位，秒字節(jié)的高階位也是只讀的，其余字節(jié)均為可直接讀寫字節(jié)。 時鐘、日歷信息可以通過讀取合適的內(nèi)存字節(jié)獲得；時鐘、日歷和鬧鐘可以通過寫合適的內(nèi)存字節(jié)進行設(shè)置或初始化。對應(yīng)時鐘、日歷和鬧鐘的 10 個寄存器字節(jié)可以是二進制形式或者 BCD碼形式，在寫這些寄存器時，寄存器 B的 SET位必須置 1。 寄存器 A字節(jié)的內(nèi)容如下： MSB LSB UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 UIP： 更新 （ UIP） 位用來標(biāo)志芯片是否即將進行更新。 當(dāng) UIP位為 l 時，更新即將開始； 當(dāng)它為 0時，表示在至少 244μ s內(nèi)芯片不會更新，此時，時鐘、日歷和鬧鐘信息可以通過讀寫相應(yīng)的字節(jié)獲得和設(shè)置。 UIP位為只讀位并且不受復(fù)位信號（ RESET）的影響。通過把寄存器 B中的 SET位設(shè)置為 1可以禁止更新并將 UIP位清 0。 DV0， DV1， DV2： 這 3位是用來開關(guān)晶體振蕩器和復(fù)位分頻器。 當(dāng) [DV0 DV1 DV2]=[010]時，晶體振蕩器開啟并且保持時鐘運行； 當(dāng) [DV0 DV1 DV2]=[11X]時，晶體振蕩器開啟，但分頻器保持復(fù)位狀態(tài)。 RS RS RS1.、 RS0： 作用： 1）設(shè)置周期中斷允許位 (PIE)； 2）設(shè)置方波輸出允許位 (SQWE)； 3）兩位同時設(shè)置為有效并且設(shè)置頻率； 4）全部禁止。 寄存器