【正文】 時(shí)鐘芯片
。 數(shù)據(jù)處理 接收到的原始數(shù)據(jù)單位為 Bar，我們現(xiàn)實(shí)生活中用到的是 MPa，所以，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理，轉(zhuǎn)化成我們需要的數(shù)據(jù)，首先，接收到的是字符型數(shù)據(jù)，把它 轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，然后，進(jìn)行運(yùn)算，最后，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)化成字符型數(shù)據(jù)，以便將來(lái)顯示，單位轉(zhuǎn)換子程序流程圖 所示。 接收數(shù)據(jù)程序功能：數(shù)據(jù)接收用中斷方式，首先，判斷接收標(biāo)志位 RI 是否置1，如果是，則讀取接收緩沖區(qū)中的字符；如果不是，則等待接收中斷，直到接收到數(shù)據(jù)為止。 4 計(jì)算：當(dāng)給出波特率后，可用下試計(jì)算出 T1 工作方式 2 的初始值為： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 波特率? ??? 384 1))(S M O D(f256X 0s c () SMOD=0，波特率 =9600； F DH?????? 9 6 0 0 )( 3 8 41)101 .0( 1 1 . 0 5 9 22 5 6X 3 () 5 串口初始化參數(shù)設(shè)置： 串口工作方式： 1 開(kāi)串口接收中斷允許位 定時(shí)器 T1 選擇方式 2， 賦初值為 =FDH，即波 特率為 9600 串行口波特率系數(shù)為： 0 開(kāi)中斷， EA=1,即 CPU 開(kāi)放中斷； ES=1 串行口中斷允許 TR1=1,即允許 T1 開(kāi)始計(jì)數(shù) 6 發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)程序流程圖如圖 所示： 開(kāi) 始TI 清零 ，發(fā)送字符數(shù)組加 1字符 == ’ \ 0 ’ ?TI == 0 ?字符放入發(fā)送緩沖區(qū)結(jié) 束YNNYRI == 0 ?RI 清零讀取接收緩沖區(qū) ， 接收數(shù)組下標(biāo) e 加 1中斷接收e 14 ?e 清零 ，u art _ ok 標(biāo)志位置 1YNYN (a) 發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖 (b) 接收數(shù)據(jù)流程圖 圖 發(fā)送接收數(shù)據(jù)流程圖 發(fā)送數(shù)據(jù)指令功能：首先，判斷發(fā)送的字符串是否結(jié)束，如果是，則不發(fā)送字符；否則，判斷發(fā)送標(biāo)志位 TI 是否置 1，如果是 0，則等待字符發(fā)送，如果是 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 1 則數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)， TI 清零，發(fā)送字符串下一個(gè)字符 ，直到字符串發(fā)送結(jié) 束。串口通信采用 9 引腳， RS232 形式，它的遠(yuǎn)程控制指令必 須以 ?[‘開(kāi)始， ?]‘結(jié)束，才能構(gòu)成一個(gè)完整的指令。 定時(shí)器 T1 作波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用 T1 工作在方式 2 定時(shí)方式，此時(shí)，T1 的計(jì)數(shù)速率為 12oscf (應(yīng)禁止 T1 中斷 )。 SMOD＝ 1，波特率為 oscf 的 1/64，用公式表示為： 工作方式 2 的波特率＝ oscf?)642( SMOD () 3) 方式 1 和方式 3 的波特率 方式 1 和方式工 3 的波特率由定時(shí)器 T1 的溢出速率與寄存器 PCON 中的SMOD 位的值同時(shí)決定。傳感器波特率默認(rèn)值為 9600kbps。傳感器串行通信的波特率參數(shù)通常為一些標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)，可直接使用。 這里重點(diǎn)敘述編程時(shí)用到的 EA 和 ES 兩位， EA 是 CPU 的中斷開(kāi)放標(biāo)志位，EA=1， CPU 開(kāi)放中斷， EA=0， CPU 屏蔽所有的中斷申請(qǐng)； ES 為串行中斷允許控制位， ES=1，允許串行中斷， ES=0，禁止串行中斷。 串行口發(fā)送中斷標(biāo)志 TI 和接收中斷標(biāo)志 RI，共為一個(gè)中斷源，因此， CPU 接收到中斷請(qǐng)求后，無(wú)法判斷是發(fā)送中斷 TI 還是接收中斷 RI，必須由軟件來(lái)判斷。 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。 TB8: 是要發(fā)送數(shù)據(jù)的第 9 位。 REN：接收允許控制位。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 1 串行口的控制與狀態(tài) 寄存器 [9] 串行口控制寄存器 SCON ： 它用于定義串行口的工作方式及實(shí)施接收和發(fā)送控制。數(shù)據(jù)的傳送格式為 1 位起始位、8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位。本次設(shè)計(jì)，以單片機(jī)為主機(jī) ，向傳感器串口發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)，具體的通信協(xié)議 [13]如下： 信息幀格式： 1 位起始位， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位； 校驗(yàn)方式：采用無(wú)校驗(yàn)方式； 傳送方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)機(jī)采用串口發(fā)送傳感器需要的指令，設(shè)定傳感器參數(shù)，然后，采用中斷方式接收傳感器返回的壓力數(shù)據(jù)。最后，返回到讀取日期子程序前，為了實(shí)時(shí)改變?nèi)掌跀?shù)值和壓力數(shù)據(jù)并穩(wěn)定顯示數(shù)據(jù)，主程序流程圖如圖 所示。有中斷信號(hào)后，查看是否有 14 次中斷，因?yàn)樾盘?hào)以 14 個(gè)字符為周期循環(huán)接收。再向傳感器發(fā)送通信協(xié)議指令，調(diào)用顯示子程序，確定顯示位置及固定數(shù)據(jù)。 整體設(shè)計(jì)步驟： 1 單片機(jī)和傳感器的串口通訊協(xié)議進(jìn)行設(shè)定，保證數(shù)據(jù)正確發(fā)送 /接收，再對(duì)液晶顯示屏參數(shù)設(shè)置； 2 傳感器指令發(fā)送和接收，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； 3 讀取日期數(shù)據(jù)； 4 將壓力和日期數(shù)據(jù)在液晶屏上顯示出。 圖 ST7920 與單片機(jī)接口電路圖 本章小結(jié) 首先，本章對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體框架進(jìn)行闡述，展示系統(tǒng)的電路接線圖，解釋了硬件設(shè)計(jì)的基本原理，使大家對(duì)整體設(shè)計(jì)方案有了初步了解；然后，針對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊功能進(jìn)行詳細(xì)介紹、分析，每個(gè)模塊的芯片選擇依據(jù)和它們的使用方法、引腳功能向大 家具體講解；最后，把每個(gè)模塊之間的電路接線圖正確描述，使我們對(duì)每個(gè)模塊的功能有一個(gè)從整體到局部的認(rèn)識(shí)。接線圖如圖 所示， 89S52 單片機(jī) P0 端口接 ST7920 數(shù)據(jù)引腳 DB0~DB7， 、 、 分別接 ST7920 的 RS、 R/W、 ST7920 視為單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。并行連接方法又分為并口直接訪問(wèn)、并口間接訪問(wèn)和 4 位并口訪問(wèn)。 ST7920 與單片機(jī)連接的方式非常靈活，分為串行和并行兩種方式。當(dāng) ST7920 在接收指令前， MCU 必須先確認(rèn) ST7920 處于空閑狀態(tài)。但是 16~16 點(diǎn)陣中文字符的代碼為 16 位。每一個(gè)指令的長(zhǎng)度都為 8 位。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 圖 ST7920 封裝圖 ST7920 封裝圖 (如圖 所示 )及引腳說(shuō)明如表 所示。單片機(jī)控制端口先向 DS1302 時(shí)鐘芯片的日期 寄存器中寫(xiě)入初始值，然后，讀取寄存器中的日期數(shù)據(jù) ，如果日期錯(cuò)誤，可以用 K K2 按鍵配合使用，調(diào)節(jié)時(shí)間 。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是單個(gè) RAM 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 COH—FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH (寫(xiě) )、 FFH(讀 )。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 表 日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字 年寄存器周寄存器月寄存器日寄存器時(shí)寄存器分寄存器秒寄存器寄存器名寫(xiě)操作 讀操作80 H 81 H82 H 83 H84 H 85 H86 H 87 H88 H 89 H8 AH 8 BH8 CH 8 DH命令字取值范圍00 5901 12 或 00 2301 28 , 29 , 30 , 3101 1201 0700 9900 597 6 5 4 3 2 1 0CH012 / 24000 0 0 0 00 0HR010 SEC10 MIN10 HR10 DATE10 M10 YEARSECMIN0 DATEMONTHDAYYEAR各位內(nèi)容 DS1302 的寄存器 ——DS1302 共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。當(dāng)這一位寫(xiě)成 0 時(shí)，時(shí)鐘啟動(dòng)。 時(shí)鐘中斷標(biāo)志 ——秒寄存器的第 7 位定義為時(shí)鐘中斷標(biāo)志位。初始的上電狀態(tài)未被設(shè)置。在對(duì)時(shí)鐘或 RAM 讀操作之前，第 7 位必須是 0。 寫(xiě)保護(hù)位 ——控制寄存器的第 7 位是寫(xiě)保護(hù)位。 7 6 45 3 2 1 01 R A M/ CK A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 R A M / K 圖 DS1302 控制字節(jié)的含義 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 復(fù)位和時(shí)鐘控制 ——數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)是由 RST 置為高電平開(kāi)始的， RST 啟動(dòng)控制邏輯，允許地址／命令序列送入移位寄存器，一個(gè)時(shí)鐘周期是一個(gè)下降沿緊跟一個(gè)上升沿，數(shù)據(jù)輸入的時(shí)候，在時(shí)鐘上升 沿?cái)?shù)據(jù)必須有效：如果 RST 變低，所有數(shù)據(jù)傳送即被終止， I／ O 引腳到一個(gè)高阻狀態(tài)。當(dāng)VCC2 小于 VCC1 時(shí)， DSl302 由 VCC1 供電。 DSl302 由 VCCl 或 VCC2 兩者中的較大者供電。 VCCl 為后備電源， VCC2 為主電源。 I/O：數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳。RST 輸入有兩種功能： (1)， RST 接通控制邏輯，允許地址／命令序列送入移位寄存器： (2)， RST 提供了終止單 字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 GND：電源地。 DS1302 提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，并可通過(guò) AM／ PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 [7]。本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片為 DSl302，它不僅完成計(jì)時(shí)功能，而且能對(duì)時(shí)鐘芯片備份電池進(jìn)行涓流充電和臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)．該芯片具有體積小、功耗低、電路簡(jiǎn)單、接口容易、占用CPU 的 I／ 0 口線少等特點(diǎn)． DS1302 芯片是美國(guó) DALLAS 公司推出的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它采用串行通信方式，只需 3 條線便可以和單片機(jī)通信，并且其片內(nèi)均含 RAM，可增加系統(tǒng)的 RAM， DS1302 的時(shí)鐘校準(zhǔn)比較容易，若采用專用的晶體振蕩器，幾乎無(wú)須調(diào)整即可以達(dá)到國(guó)家要求的時(shí)鐘誤差標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘芯片很多，如 DSl30 DSl30 PcF8485 等。DB(1)用于接收指令，并發(fā)送數(shù)據(jù)，它的 TXD 接到單片機(jī)的 TXD 端， RXD 接到單片機(jī)的 RXD 端。因?yàn)镸AX232 具有驅(qū)動(dòng)能力，所以不需要外加驅(qū)動(dòng)電路 ,兩個(gè)串口公用一個(gè)轉(zhuǎn)換芯片，注意：應(yīng)用時(shí)兩端口不能同時(shí)連接。 RS232 串口有 9 針和 25 針，現(xiàn)選用 9 針串口 (DB9)，引腳功能如圖表 所示： 表 串口 (BD9)引腳說(shuō)明 針號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 功能 數(shù)據(jù)載波檢測(cè) 接收 發(fā)送 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 信號(hào)地 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備 請(qǐng)求 清除 振鈴 說(shuō)明 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 發(fā)送 發(fā)送 指示 縮寫(xiě) DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS DELL MAX232 接口的硬件電路圖如圖 所示。10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V 電源就可以。 表 RS232C 的邏輯電平與 TTL 的邏輯電平比較 邏輯電平 邏輯電平 ―0‖ 邏輯電平 ―1‖ RS232C +5V～ +15V 5V～ 15V TTL ≤+ ≤+ MAX232 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的低功耗、單電源 RS232 發(fā)送／接收器。 串行通信有異步通信和同步通信兩種基本通信方式．同步通信適用于傳送速度高的情況，其硬件復(fù)雜．而異步通信應(yīng)用于傳送速度在 50 到 19200 波特之間．是比較常用的傳送方式．在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數(shù)據(jù)格式由一位起始位， 58 位的數(shù)據(jù)位，一位奇偶校驗(yàn)位 (可省略 )和一位停止位四部 分組成．在串行通信前，發(fā)送方和接收方要約定具體的數(shù)據(jù)格式和波特率 (通信協(xié)議 )． 由于 89S52 單片機(jī)與傳感器是通過(guò)異步通訊口進(jìn)行接口的，單片機(jī)的異步通訊口采用的是標(biāo)準(zhǔn) TTL 正邏輯電平：即邏輯 ―l‖為高電平 V 左右，邏輯 ―0‖為低電平 左右；傳感器異步通訊口采用的是 RS232C 串口總線標(biāo)準(zhǔn)， RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) (EIA)正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線．該標(biāo)準(zhǔn)適用于 DCE 和 DTE 間的串行二進(jìn)制通信．最高數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)，最長(zhǎng)傳送電纜可達(dá) 15 米． RS232C 標(biāo)準(zhǔn)定義了 25 根引線，對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入 RXD，串行輸出 TXD 和地線 GND． RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的電平采用負(fù)邏輯．規(guī)定 +3V～ +15v 之間的任意電平為邏輯 ―0‖ 電平， 3V～15V 之間的任意電平為邏輯 ?1‘電平，與 TTL 不同 ,所以在通信時(shí)． 必須進(jìn)行 TTL－ RS232 電平轉(zhuǎn)換． 以便與 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的電平匹配．電平轉(zhuǎn)換用到的芯片為