【正文】 DS1302 的基本組成和工作原理 DS1302 的主要工作部件有：移位寄存器、控制邏輯、晶振、時(shí)鐘和 RAM。備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入 。 對(duì) Vcc1 有可選的涓流充電能力 。 (11) 與 DS1202 兼容 。 (9) 與 TTL 兼容 Vcc=5V。 (7) 8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝根據(jù)表面裝配 。 (5) 工作電流 時(shí) ,小于 300nA。 (3) 串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少 。 DS1302 是由 DS1202 改進(jìn)而來 ,增加了以下 26 的特性 .雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng) Vcc1,為可編程涓流充電電源附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器 .它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域 . 下面將主要的性能指標(biāo)作一綜合 : (1) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100 年之前的秒分時(shí)日日 期星期月年的能力還有閏年調(diào)整的能力 。 時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信 。 DS1302 時(shí)鐘芯片 DS1302 芯片介紹 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片 ,內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路 .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)整時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 。 TC35i與單片機(jī)的接線如圖 37 下所示： 25 圖 37 TC35I 硬件接線圖 由方案一和方案 二可知 ,TC35i不具有 GPRS功能，對(duì)設(shè)計(jì)的擴(kuò)展沒有前景。 單片機(jī)通過兩根 I/O 口控制 TC35i的開關(guān)機(jī)、復(fù)位等，通過串口與 TC35i進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信速率為 9600Kbps，采用 8 位異步通訊方式， 1 位起始位，8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位。同時(shí)在此電流峰值時(shí)，電 源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過 。 3 38 可以直接接駐極體話筒來采集聲音（ 37 是話筒正端， 39 是話筒負(fù)端） TC35I 開發(fā)技巧： 模塊的供電電壓如果低于 會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。 3 32 腳為控制腳，其中 30 為 RTC backup， 31 為 Power down， 32 為 SYNC。 TC35i的第 32 腳 SYNC 引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長情況，另一種是指示 TC35i的工作狀態(tài)，可用 AT 命令 AT+SYNC 進(jìn)行切換，本模塊 24 使用的是后一種 [19]。其中 18 腳 RxD0、 19 腳 TxD0 為 TTL 的串口通訊腳，需要和單片機(jī)或者PC 通訊。它有固定的參數(shù)： 8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無校驗(yàn)位，波特率在 300bps~115kbps 之間可選，默認(rèn) 9600。 16～ 23 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出，分別為 DSR0、 RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、 RTS0、DTR0 和 DCD0。 1 12 為充電引腳，可以外接鋰電池， 13 為對(duì)外輸出電壓 (共外電路使用 )， 14 為 ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。這 40 個(gè)引 腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。作為 TC35i的核心基帶處理器主要處理 GSM 終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能 [18]。它支持 Text和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù) 。 TC35i新版西門子工業(yè) GSM 模塊是一個(gè)支持中 文短信息的工業(yè)級(jí) GSM 模塊 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ,電源范圍為直流 ～ ,電流消耗—— 休眠狀態(tài)為 ，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài)為 300mA(平均 )， 峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 功耗在 EGSM900和 GSM1800分別為 2W和 1W , 23 通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線。 10%，另一個(gè)是 177。 SIM 卡接口從模塊（正常電壓 ）內(nèi)部調(diào)節(jié)器取電，所有引腳復(fù)位時(shí)輸出為低電平 ,SIM 卡接口信號(hào) 如表 所示 。模塊的模擬輸入由控制寄存器決定其配置，用模擬多路傳輸建立。 音頻接口 模塊提供了兩個(gè)模擬輸入通道， AIN1 和 AIN2，這可以作為麥克風(fēng)輸入和線路輸入 。將 GSM 模塊設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ DCE），與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DCEDTE）相連，模塊與用戶（ DTE）通過信號(hào)連接。你只需接一個(gè)紐扣電池或者法拉電容給 15 引腳來作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘備用供電。 RTC 備用供電 模塊可由外部電源或 者電池（可充電或一次性都可以）通過板板連接器上的 15 引腳給實(shí)時(shí)時(shí)鐘供電。當(dāng) DTR為高電平，同時(shí)沒有空中或音頻活動(dòng)請(qǐng)求且沒有硬件中斷（比如 GPIO 中斷或串口有數(shù)據(jù)在傳輸）時(shí)， SIM300 自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。 （ 2） 睡眠模式（緩慢時(shí)鐘模式） 。 （ 1） 省電模式 有兩種方法可使 SIM300 達(dá)到超低功耗。它返回電池電壓容量的百分比， VBAT 和 GND 的電壓值。 SIM300 電源監(jiān)測 21 可以用命令 AT+CBC 來監(jiān)測供電電壓。所以我們使用板板連接器以最好的減少電壓降。 SIM300 最小功率損耗 當(dāng)運(yùn)用 SIM300 模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)請(qǐng)?zhí)貏e注意電源 供給功率，輸入電壓不能低于 ，即使在傳輸突發(fā)脈沖串中電流消耗可能上升到 2A 時(shí)，也要確保電壓不低于 。低阻抗，小尺寸的瓷介電容（ MLCC）性能上是首選，但成本較高。某些情況下，當(dāng)電流消耗升至典型峰值 2A 時(shí)，其傳輸脈沖的波動(dòng)可能導(dǎo)致電壓下降，所以電源供電必須能夠提供足夠到 2A 的電流。 SIM300 內(nèi)部集成了 TCP/IP 協(xié)議棧，并且擴(kuò)展了 TCP/IP AT 指令，使用戶利用該模塊開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備變得非常簡單方便。天線連接器型號(hào)為 MURATA MM93292700，或者用戶也可以通過天線焊點(diǎn)自己焊接天線。 (3)雙音頻通道，包含兩個(gè)麥克風(fēng)輸入和兩個(gè)話筒輸出，由 AT 指令配置其工作模式。 SIM300 內(nèi)部功能模塊有： (1)鍵盤和 SPI 類型的 LCD 接口，方便用戶開發(fā)自己的應(yīng)用設(shè)備。 每戶終端向供熱公司數(shù)據(jù)傳輸選擇方案 方案一：選擇 SIM300 作為用戶向供熱公司進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為了避免硬件電路對(duì)系統(tǒng)照成的干擾使系統(tǒng) 更穩(wěn)定等。 但是方案二需要外接 AD 芯片給硬件電路 和成本 帶來很大的麻煩。 8051 CPU， 1T，單時(shí)鐘 /機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； ： STC12C5A60S2 系列工作電壓： （ 5V 單片機(jī)）STC12LE5A60S2 系列工作電壓： （ 3V 單片機(jī)）； ： 0～ 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 420MHz； 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)； 1280 字節(jié) RAM； I/O 口（ 36/40/44 個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051傳統(tǒng) I/O 口），可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻，開漏，每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過 55mA； 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口（ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片； EEPROM 功能 (STC12C5A62S2/AD/PWM 無內(nèi)部 EEPROM)； 9. 看門狗； MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶體 12M 以下時(shí)，復(fù)位腳可直接 1K 電阻到地）； :在 口有一個(gè)低壓門檻比較器， 5V 單片機(jī)為，誤差為 +/5%, 單片機(jī)為 ，誤差為 +/3%； ：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器 (溫漂為 +/5%到+/10%以內(nèi) )用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體 /時(shí)鐘，常溫下內(nèi)部 R/C 振蕩器頻率為： 單片機(jī)為： 11MHz～， 單片機(jī)為： 8MHz～ 12MHz，精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測試為準(zhǔn)； 4 個(gè) 16 位定時(shí)器兩個(gè)與傳統(tǒng) 8051 兼容的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,16 位定時(shí)器 T0 和 T1，沒有定時(shí)器 2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器 ,做串行通訊的波特率發(fā)生器再加上 2 路 PCA 模塊可再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè) 16 位定時(shí)器； 19 個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由 T0 的溢出在 ，可由 T1 的溢出在 ； I/O 口 7 路 ,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,并新增支持上升沿中斷的 PCA 模塊， Power Down 模式可由外部中斷喚醒，INT0/,INT1/,T0/,T1/, RxD/,CCP0/(也可通過寄存器設(shè)置到 ), CCP1/(也可通過寄存器設(shè)置到 )； (2 路） /PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列 ,2 路）：可用來當(dāng) 2 路 D/A 使用 ,也可用來再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)定時(shí)器 ,也可用來再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)外部中斷 (上升沿中斷 /下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持 )； , 10 位精度 ADC，共 8 路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 250K/S(每秒鐘25 萬次 ). (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，可再用定時(shí)器或 PCA 軟件實(shí)現(xiàn)多串口； 系列有雙串口，后綴有 S2 標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/(可通過寄存器設(shè)置到 )， TxD2/(可通過寄存器設(shè)置到)； ： 40 +85℃ (工業(yè)級(jí) )/0 75℃ (商業(yè)級(jí) ) ： PDIP40,LQFP44,LQFP48 I/O 口不夠時(shí)，可用 2 到 3 根普通I/O 口線外接 74HC164/165/595（均可級(jí)聯(lián)）來擴(kuò)展 I/O 口 ,還可用 A/D 做按鍵掃描來節(jié)省 I/O 口，或用雙 CPU,三線通信，還多了串口。是一款高性價(jià)比的單片機(jī) STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏 晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。而且STC 系列單片機(jī)支持串口程序燒寫。 圖 35 LM35 接線圖 方案三：單片機(jī)自帶的 AD（ STC12C5A60S2） 單片機(jī) 。 LM35 隨溫度的變化 導(dǎo)致 電壓 的變化利用 AD7705 來完成模擬電壓到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，同時(shí)利用 STC12C5A60S2 單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理，AIN1(+),AIN1()； AIN2(+),AIN2()用于接 LM35 電橋進(jìn)行模擬電壓的輸入，然后再輸出數(shù)字量到單片機(jī)中 [15]。增益可編程大器 AD7705 包括兩個(gè)全差分模擬輸入通道。這一點(diǎn)非常符合對(duì)分辨率要求較高但對(duì)轉(zhuǎn)換數(shù)字要求不高的 17 應(yīng)用，例如數(shù)字音頻產(chǎn)品和智能儀器儀表產(chǎn)品等。若外接晶體振蕩器、精密基準(zhǔn)源和少量去耦電容 , 即可連續(xù)進(jìn)行 A D 轉(zhuǎn)換。這種器件還具有高分辨率、寬動(dòng)態(tài)范圍、自校準(zhǔn)、優(yōu)良的抗噪聲性能以及低電壓低功耗等特點(diǎn)，非常適合儀表測量 、 工業(yè)控制等領(lǐng) 域的應(yīng)用。 DRDY 的狀態(tài)通過監(jiān)視與 DRDY線相編程數(shù)字濾波器等部件。此方案采用二線連接收發(fā)數(shù)據(jù)。 AD7705 采用 SP I 兼容的三線串行接口 ， 能夠方便地與各種微控制器和DSP 連接 , 也比并行接口方式大大節(jié)省了 CPU 的 I O 口。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)， OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上 數(shù)據(jù)總線 ，供單片機(jī)接受。 （ 3） 中斷方式 ： 16 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（ EOC）作 為中斷請(qǐng)求 信號(hào)，以 中斷方式 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 。 （ 2） 查詢方式 ： A/D 轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn) 換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如 ADC0809 的 EOC 端。例如 ADC0809 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μs，相當(dāng)于 6MHz的 MCS51 單片機(jī)共 64 個(gè) 機(jī)器周期 。為此可采用下述三種方式。 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給 單片機(jī) 進(jìn)行處理。當(dāng) OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到 數(shù)據(jù)總線 上。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 此地址經(jīng) 譯碼 選通 8 路模擬輸入之一到 比較器 。 （ 7）低功耗，約 15mW。 （ 5）模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 （ 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接 15 口。綜上所述本系統(tǒng)由于系統(tǒng)溫度要求不高，故選用 DS18B20 作為溫度采集部分 [12]。 由方案一和方案二比較，優(yōu)點(diǎn)： DS18B20 輸出的是數(shù)字量所以不需要 AD轉(zhuǎn)換可以使硬 件電路簡單，缺點(diǎn)是采集