【正文】 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 13 6 3INT () 外部 中斷 3 7 INT4() 外部中斷 3 8 5INT () 外部中斷 5 需要指出的是：新增功能描述中，原來(lái)的這 6個(gè)口的基本的 I/O功能仍然有效。盡管 W77E58比 80C52的功能要強(qiáng)大得多，但在本系統(tǒng)中我們選擇它的主要原因是它的雙串口功能，除此之外，我們還用到了它的內(nèi)置看門狗功能，下面我們簡(jiǎn)單地來(lái)介紹一下這兩部分的使用。 在 W77E58中，串口資源為串口 0和串口 1，其實(shí)串口 0就是 80C52中的串口，而新增加的串口 1在使用方法上與串口 0幾乎完全一樣。串口 0串口 1比較如表 43： 表 43 串口 0與串口 1比較 比較項(xiàng)目 串口 0 串口 1 控制寄存器 SCON0(98H) SCON1(0C0H) 串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF0(99H) SBUF1(0C1H) 中斷允許位 ES() ES1() 中斷優(yōu)先級(jí)控制位 PS() PS1() 中斷入口地址 0023H 003BH 對(duì)于一個(gè)典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是工作在無(wú)人值守的場(chǎng)合，看門狗的設(shè)計(jì)是必須的，對(duì)于 80C52系統(tǒng)，我們一般還要設(shè)計(jì)外部的看門狗電路，這里 W77E58配置了看門狗電路，因此，我們直接運(yùn)用即可達(dá)到監(jiān)視 CPU運(yùn)行的目標(biāo)。要使用 W77E58的看門狗功能，必須使能 W77E58的看門狗功能，這由 W77E58的特殊功能寄存器WDCON的 EWT位的邏輯來(lái)決定，為保證看門狗定時(shí)器從一個(gè)確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行，我們應(yīng)該用特殊功能寄存器 WDCON的 RWT位來(lái)啟動(dòng)看門狗定時(shí)器，當(dāng)設(shè)定的超時(shí)時(shí)間到后， WDIF將置位，引起復(fù)位中斷，若再經(jīng) 512個(gè)時(shí)鐘周期仍沒(méi)有對(duì)定時(shí)器進(jìn)行清0，則發(fā)生看門狗定時(shí)器復(fù)位，這個(gè)復(fù)位同時(shí)對(duì) WTRF位進(jìn)行置位，用戶可查詢?cè)撐坏倪壿媮?lái)判斷發(fā)生的復(fù)位操作是否為看門狗 定時(shí)器復(fù)位。設(shè)定的超時(shí)時(shí)間如下表 44。表中的 WD WD0為特殊功能寄存器 CKCON寄存器中 D7D6位，可由用戶通過(guò)程序來(lái)設(shè)置，在本系統(tǒng)中，我們采用的晶振為 ，由于我們抄表的過(guò)程一般在一個(gè)月才發(fā)生一次，因此，現(xiàn)場(chǎng)如果死機(jī)，系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的響應(yīng)要求不高，因此我們程序中的 ―喂狗 ‖時(shí)間為 6秒。在本應(yīng)用系統(tǒng)中對(duì) W77E58所用引腳使用分配如表 45[10]。 表 44 超時(shí)時(shí)間 WD1 WD0 WDT 溢出數(shù)時(shí)鐘數(shù)目 的時(shí)間 0 0 217 131072 0 1 220 1048576 1 0 223 8388608 1 1 226 67108864 6068ms 表 45 W77E58在本系統(tǒng)中的引腳使用分配表 W77E58管腳 接口芯片管腳 功能 *D1 信號(hào)接 MA*485模塊 串口 1接收端 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 14 *D1 信號(hào)接 MA*485模塊 串口 1發(fā)送端 信號(hào)接 MA*485模塊 通信控制端 （ 僅集中器有 ） AT24C167WP 存儲(chǔ)器寫保護(hù)端 AT24C166SCL 存儲(chǔ)器時(shí)鐘端 AT24C165SDA 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)端 RST 阻容復(fù)位 復(fù)位輸入端 *D 信號(hào)接 MA*232模塊 串口 0接收端 *D 信號(hào)接 MA*232模塊 串口 0發(fā)送端 *TAL2 晶振 系統(tǒng)時(shí)鐘 *TAL1 晶振 系統(tǒng)時(shí)鐘 實(shí)時(shí)時(shí)鐘的應(yīng)用 實(shí)時(shí)時(shí)鐘最基本的用途是為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的時(shí)間 ， 一般系統(tǒng)掉電后仍能保持時(shí)鐘的運(yùn)行 。 從另一角度出發(fā) ， 在較長(zhǎng)時(shí)間 （ 以秒為單位 ） 定時(shí)應(yīng)用的場(chǎng)合 ， 實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能具有與單片機(jī)片內(nèi)定時(shí)器相似的功能 ， 其定時(shí)報(bào)警即類似于定時(shí)器的定時(shí)中斷 。 在實(shí)時(shí)性要求不是很強(qiáng)的系統(tǒng)中 ， 可以用實(shí)時(shí)時(shí)間作為系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的時(shí)間基準(zhǔn) 。 *1228是美國(guó) *icur公司生產(chǎn)的一款集時(shí)鐘、日歷、 CPU監(jiān)控和 E2PROM于一體的芯片，只需外接一個(gè)低價(jià)格的 、分、時(shí)、日期、星期、月和年進(jìn)行計(jì)時(shí)。 目前 *ICOR公司推出的 *1286/1288最小定時(shí)周期可達(dá)到 10ms， 可以用作更精確的多任務(wù)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度時(shí)間基準(zhǔn) ， 提高任務(wù)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性 。它帶有后備電源輸入，即使在系統(tǒng)掉電情況下仍能通過(guò)后備電池供電而準(zhǔn)確 走時(shí)。 *1228內(nèi)部含有看門狗定時(shí)器和電源監(jiān)控電 路， WDT有 3個(gè)超時(shí)時(shí)間可供選擇，也可以將它們關(guān)閉不用。如果看門狗定時(shí)器超時(shí)，將激活 Reset引腳。而當(dāng) Vcc降低至復(fù)位門限以下時(shí)， Reset也將被激活。 *1228內(nèi)有一個(gè) 4k位的 E2PROM陣列用來(lái)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)和參數(shù)，存儲(chǔ)信息在電源掉電后不會(huì)產(chǎn)生影響。 *1228引腳說(shuō)明如表 46；時(shí)鐘芯片的連接圖如圖 42所示 [11]。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 *1228特性： (1) 2 個(gè)查詢報(bào)警 ① 中斷請(qǐng)求輸出 ② 可按秒 、 10秒 、 分 、 10分 、 時(shí) 、 日 、 月或星期設(shè)置 (2) 可選的看門狗定時(shí)器 (3) 上電復(fù)位 （ 250ms） (4) 低電壓復(fù)位 （ 復(fù)位門限用戶可設(shè)置 ） (5) I2C串行接口 (6) 4k位 E2PROM（ 字節(jié)寫或頁(yè)寫 ） (7) 塊鎖定保護(hù) (8) 具有內(nèi)部切換電路的備用電源輸入端 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 15 (9) 片內(nèi)振蕩器補(bǔ)償電路 (10) 輸出信號(hào)可選頻率 、 4096Hz、 1Hz (11) 低功耗 CMOS (12) 高可靠性 (13) 工作電壓 5V+10%； ～ (14) 封裝： 14腳 SOIC或 TSSOP小封裝 表 46 *1228引腳說(shuō)明 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 0 J u n 2 0 0 7 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ s h i y a n s h i \ 桌面 \ 宋英睿原理圖 1 . D D BD r a w n B y :C8YR 1 2R 1 1V C CX11V c c14X22V b a c k13NC3P H Z / I R Q12NC4NC11NC5NC10R E S E T S C L9V s s7S D A8X 1 2 2 8P1.1P1.0 圖 4２ 時(shí)鐘芯片的連接圖 存儲(chǔ)電 路 電路的接法 E2PROM根據(jù)數(shù)據(jù)的接口方式有并行 E2PROM的和串行的 E2PROM，在存貯速度不是主要矛盾的場(chǎng)合，串行的 E2PROM更具有價(jià)格、功耗、體積等各方面的優(yōu)勢(shì)，本引腳 功能說(shuō)明 *1， *2 片內(nèi) OSC反相放大器輸入和輸 出，直接外 接 RESET 復(fù)位 Vss 電源地 SDA 串行數(shù)據(jù) SCL 串行時(shí)鐘 PHZ/IRQ 可編程頻率 /中斷輸出 Vback 備用電源輸入 Vcc 電源 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 16 設(shè)計(jì)中選用價(jià)格極其便宜的具有 2K字節(jié)容量的 I2C總線結(jié)構(gòu)的 AT24C16作為本系統(tǒng)的串行的 E2PROM， 當(dāng)然集中器中要存儲(chǔ)的信息量要比通信機(jī)要少得多，但因?yàn)槿萘康偷脑撓盗行酒?（ 如 AT24C01/02/04/08等 ） 在價(jià)格上沒(méi)有多少明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，通信機(jī)和集中器的 E2PROM用同一種芯片。當(dāng)然，串行的 E2PROM種類不僅有 I2C總線結(jié)構(gòu)的，還有 SPI總線的 （ 如常用的 93C46等 ） ，從使用的壽命上看，目前 I2C總線結(jié)構(gòu)串行的 E2PROM最優(yōu)的應(yīng)該是鐵電存貯器，但在本系統(tǒng)不屬于頻繁擦寫的場(chǎng)合。 I2C總線是一種串行總線，其最大的工作特點(diǎn)是接口簡(jiǎn)單。 I2C總線存儲(chǔ)器芯片除了電源和地參考外，最基本的管腳就是開(kāi)路的 SDA和 SCL引腳。在一般的 I2C總線器件相互連接時(shí)，一般要求在這兩線上外掛上拉電阻，但由于在本系統(tǒng)中存儲(chǔ)器與 W77E58連接，該 CPU內(nèi)部是沒(méi)有 I2C總線的，因此只能用其兩個(gè) I/O口來(lái)模擬 I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，但因 W77E58的 P1口內(nèi)部存在上拉電阻而不再需要 2個(gè)電阻 [12]。 AT24C16 的基本特性 (1) 與 400KHz I2C總線兼容 (2) ～ (3) 低功耗 CMOS技術(shù) (4) 內(nèi)部含有 2K個(gè)字節(jié) (5) 寫保護(hù)功能，當(dāng) WP為高電平時(shí)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài) (6) 16字節(jié) 頁(yè)寫緩沖器 (7) 100， 000次編程 /擦寫周期 (8) 可保存數(shù)據(jù) 100年 (9) 8腳 DIP或 SOIC封裝 (10) 零待機(jī)電流 存儲(chǔ)器芯片連接圖如圖 43。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 6 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \朱顏峰 \桌面 \新建文件夾 ( 4 ) \宋英睿原理圖 . D D BD r a w n B y:V C C8WP7S C L6S D A5A01A12A23GND42 4C 1 6V C C P 1. 5P 1. 6P 1. 7 圖 43 AT24C16的連接圖 圖中的 AT24C16的第 7腳 WP為存儲(chǔ)器硬件保護(hù)腳，在該腳電平為高電平時(shí)，存儲(chǔ)器的寫入功能被保護(hù)，因此數(shù)據(jù)將無(wú)法進(jìn)入，當(dāng)該腳電平為低電平時(shí)，存儲(chǔ)器的寫入哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 17 是有效的，存儲(chǔ)器硬件保護(hù)功能的設(shè)置大大地提高了存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的可靠性 （ 因?yàn)樵诔绦蛑兄挥性谡嬲枰獙懭霑r(shí)才不保護(hù)存儲(chǔ)器的寫入功能，而大多數(shù)的時(shí)間是存儲(chǔ)器處于只讀 狀態(tài) ） 。當(dāng)然，數(shù)據(jù)的讀出與該引腳電平邏輯無(wú)關(guān)。 按鍵電路 考慮到本機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能，應(yīng)該具備 ?0～ 9‘十個(gè)數(shù)字鍵和一些必須的功能鍵，因此采用 44 的矩陣式薄膜按鍵。采用 8 根 I/O 口線實(shí)現(xiàn)了 16 個(gè)按鍵，與獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)相比節(jié)省了一半的 I/O 口。行線 (～ )、列線 (～ )分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，列線作為掃描輸出，行線作為掃描輸入。根據(jù)為低電平的行線和當(dāng)前掃描列即可判斷出哪個(gè)鍵被按下。鍵盤原理圖如圖 44 所示 [13]。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 5 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ n e w \ 桌面 \ 宋英睿原理圖 . D D BD r a w n B y:S W P B S W P B S W P BS W P B S W P B S W P BS W P BS W P B S W P B S W P BS W P BS W P BS W P BS W P BS W P BS W P BP 2. 0P 2. 1P 2. 2P 2. 3P 2. 4P 2. 5P 2. 6P 2. 7 圖 44 鍵盤原理圖 RS232 串行通信接口電路 作為一個(gè)手持式的設(shè)備，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)需要定期上傳到 PC 機(jī)中進(jìn)行保存或者進(jìn)一步的處理；此外，本手持機(jī)還可以更新程序或者字庫(kù)等。這些操作都需要在手持機(jī)和 PC 機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本文選用 RS232 作為手持機(jī)與 PC 機(jī)之間的接口方式。 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電氣協(xié)會(huì)工業(yè) (EIA)正式公布并廣泛實(shí)用的一種串行總線標(biāo)準(zhǔn)。它是一種在數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間通信的鏈接標(biāo)準(zhǔn)。用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。 完整的 RS232 通訊接口有 22 根線，采用的是標(biāo)準(zhǔn) 25 針 D 型插頭， 22 根信號(hào)線哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 18 每一根都 有定義。但通常實(shí)際中并不全部使用這 22 根信號(hào)線，而是僅使用其中的 9根，也就是常見(jiàn)的 9 針 RS232 接口如圖 45，在計(jì)算機(jī)主機(jī)的后面所配有的 232 串行口也都是 9 針 RS232 接口。 RS232 有自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，特別要指出的是， RS232C 中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯 ―1‖為 3 到 15V；邏輯 ―0‖為 +3 到 +15V。因此， RS232定義的邏輯電平與 TTL 和 CMOS 電平并不兼容，被稱為 EIA 電平。而且 RS232 接口是一種用于近距離 （ 最大 3060m） 、慢速度、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的通訊協(xié)議， 在 RS232中一個(gè)信號(hào)只用到一