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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的ds12c887的日歷時(shí)鐘顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-01-08 19:08 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(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。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)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(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),該腳工作在 Intel模式,此時(shí)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(qǐng)求輸入,低電平有效,該腳有效對(duì) DS12C887內(nèi)的時(shí)鐘、日歷和 RAM中的 內(nèi)容沒(méi)有任何影響,僅對(duì)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(shí),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(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息, 4字節(jié)用來(lái)存儲(chǔ)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(chǔ)功能 地址 功能 取值范圍 (十進(jìn)制 ) 取值范圍 二進(jìn)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(shí)模式 1~12 01~0C AM 81~8C PM 01~12 AM 81~92 PM 24小時(shí)模式 0~23 00~17 00~23 5 時(shí)鬧鈴, 12小時(shí)制 1~12 01~0C AM 81~8C PM 01~12 AM 81~92 PM 時(shí)鬧鈴, 24小時(shí)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(dòng)芯片 MAX7219 MAX7219的功能特點(diǎn)如下: 10MHz連續(xù)串行口 獨(dú)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(dòng) 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(dòng)器、段驅(qū)動(dòng)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(gè)引腳便可實(shí)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(wú)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(wú)關(guān)比特, D11~D8用于尋址14個(gè)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(gè)可尋址數(shù)位和控制寄存器。 8 個(gè)數(shù)位寄存器由一個(gè)片內(nèi) 8? 8雙端口 SRAM 實(shí)現(xiàn)。它們可直接尋址,因此可對(duì)單個(gè)數(shù)位進(jìn)行更新,并且通常只要 V+超過(guò) 2V數(shù)據(jù)就可保留下去。除 8個(gè)數(shù)位寄存器之外, MAX7219內(nèi)部還有無(wú)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(cè)試 6個(gè)控制寄存器,它們的功能如 下: 無(wú)操作寄存器:用于多片 MAX7219的級(jí)聯(lián)。 譯碼方式寄存器:用于設(shè)置每個(gè)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(guò)模擬與數(shù)字兩種方式進(jìn)行調(diào)整。模擬方式是在 VCC與 ISET引腳之間外接一個(gè)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(shí)芯片內(nèi)啟用一個(gè)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(jí)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(gè)數(shù)。 低功耗模式寄 存器:用于節(jié)省電源消耗,延長(zhǎng)顯示器的使用壽命。上電時(shí)所有的控制寄存器都復(fù)位,顯示器都熄燈,芯片進(jìn)入低功耗模式。 顯示測(cè)試寄存器:用于顯示器的測(cè)試。測(cè)試時(shí)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(diǎn)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(shuō)明如下: DIN( 1引腳): 串行數(shù)據(jù)輸入端口。在時(shí)鐘上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被載入內(nèi)部的 16位寄存器。 DIG0~7( 1 8引腳): 八個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)線路置顯示器共陰極為 低電平。關(guān)閉時(shí)此管腳輸出高電平。 GND( 9引腳): 地線( 4腳和 9腳必須同時(shí)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(shí)被鎖定。 CLK( 13引腳): 時(shí)鐘序列輸入端。最大速率為 10MHz在時(shí)鐘的上升沿,數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器。下降沿時(shí),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(diǎn)驅(qū)動(dòng),為顯示器提供電流。當(dāng)一個(gè)段驅(qū)動(dòng)關(guān)閉時(shí),此端呈低電平。 ISET( 18 引腳): LED 段峰值電流提供引腳。 通過(guò)一 個(gè)電阻連接到 VDD 來(lái)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(gè) MAX7219時(shí)用此端方便擴(kuò)展。 [10] 兩片 MAX7219的 連接 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要實(shí)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(shí)( 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(jī)分別連接 兩片 MAX7219來(lái)實(shí)現(xiàn) 13位數(shù) 碼管顯示。 [11] 電路原理圖 及說(shuō)明 控制電路 圖 8所示為本 設(shè)計(jì) 的單片機(jī)部分的電路原理圖。 圖 8 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘顯示系統(tǒng)單片機(jī)部分電路原理圖 圖 8中, U1為 Atmel 公司的單片機(jī)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(shí)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(jì) 的顯示不會(huì)出現(xiàn)小數(shù)點(diǎn),因此只使用 了 a、b、 c、 d、 e、 f、 g,而沒(méi)有使用 dp( 小數(shù)點(diǎn) ) 段。 P2端口的 ~,它們需要 通過(guò) 416譯碼電路以及驅(qū)動(dòng)電路來(lái)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(shí)鐘芯片提供片選信號(hào),需要反相是因?yàn)樵撈x信號(hào)為低電平有效。 單片 機(jī) 的 ( /RD) 、 ( /WR) 引腳和日歷時(shí)鐘芯片的讀、寫引腳直接相連,它們均為 低電平 有效。 單片機(jī)的 ALE引腳將和日歷時(shí)鐘芯片的鎖存輸入引腳直接相連,作為地址鎖存,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和地址線的時(shí)分復(fù)用。 14 日歷時(shí)鐘電路 圖 9為日歷時(shí)鐘芯片部分的電路圖。 圖 9 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘顯示系統(tǒng)片選及日歷時(shí)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(jī)的 DS12C887的片選引腳 。 U3 為日歷時(shí)鐘芯片 DS12C887,在 本設(shè)計(jì) 中,將其 MOT引腳接地,選擇 Intel 總線時(shí)序模式 。在以 Intel 總線時(shí)序模式工作時(shí),它和 51 單片機(jī)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(jī)的對(duì)應(yīng)引腳直接相連。 DS12C887的方波輸出 SQW和中斷申請(qǐng) /IRQ在 本設(shè)計(jì) 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(shí)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(jì) 軟件設(shè)計(jì)分兩部分:時(shí)鐘部分以及顯示部分。 時(shí)鐘部分軟件設(shè)計(jì) DS12C887的內(nèi)存空間 DS12C887的內(nèi)存空間共 128個(gè)字節(jié),其中 11 個(gè)字節(jié)專門用于存儲(chǔ)時(shí)間、星期、日歷和鬧鐘信息; 4 個(gè)字節(jié)專門用于控制和存放狀態(tài)信息;其余 113 個(gè)字節(jié)為用戶可以使用的普通 RAM空間。圖 11 為日歷時(shí)鐘芯片 DS12C887的內(nèi)存空間映射示意圖。 [14] 圖 11 日歷時(shí)鐘芯片 DS12C887內(nèi)存空間映 射示意圖 16 地址 0x000x09共 10個(gè)寄存器分別存放的是秒、秒鬧鐘、分鐘、分鬧鐘、小時(shí)、時(shí)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(wèn)題”)地址0x0A~0x0D四個(gè)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(jī)的 )可以得到每個(gè)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(shí)鐘、日歷信息可以通過(guò)讀取合適的內(nèi)存字節(jié)獲得;時(shí)鐘、日歷和鬧鐘可以通過(guò)寫合適的內(nèi)存字節(jié)進(jìn)行設(shè)置或初始化。對(duì)應(yīng)時(shí)鐘、日歷和鬧鐘的 10 個(gè)寄存器字節(jié)可以是二進(jìn)制形式或者 BCD碼形式,在寫這些寄存器時(shí),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(lái)標(biāo)志芯片是否即將進(jìn)行更新。 當(dāng) UIP位為 l 時(shí),更新即將開始; 當(dāng)它為 0時(shí),表示在至少 244μ s內(nèi)芯片不會(huì)更新,此時(shí),時(shí)鐘、日歷和鬧鐘信息可以通過(guò)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(hào)( RESET)的影響。通過(guò)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(lái)開關(guān)晶體振蕩器和復(fù)位分頻器。 當(dāng) [DV0 DV1 DV2]=[010]時(shí),晶體振蕩器開啟并且保持時(shí)鐘運(yùn)行; 當(dāng) [DV0 DV1 DV2]=[11X]時(shí),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(shí)設(shè)置為有效并且設(shè)置頻率; 4)全部禁止。 寄存器
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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