【正文】 時(shí)鐘 /日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月、年等信息，對于小于 31 天的月和月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括閏年校正功能。單片機(jī)通過串行口實(shí)現(xiàn)對 DS1302 的控制和從 DS1302 中讀取時(shí)鐘信息。它具有以下性能特性： 1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ,可對秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù) ； 2）用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31x8 位 RAM； 3）最少引腳的串行 I/O； 4） ～ ； 5）用 于時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳輸方式 ； 6）簡單的 3 線接口 ； 7）可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力 。 采用 DS1302 作為主要計(jì)時(shí)芯片，可做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。當(dāng)同步時(shí)鐘信號的相位為 0、極性也為 0 時(shí)，通信過程中的數(shù)據(jù)位在同步信號的上升沿鎖存；當(dāng)相位為 0，極性為 1 時(shí)，數(shù)據(jù)位在同步時(shí)鐘信號的下降沿鎖存。SPI 串行數(shù)據(jù)通信接口可以配置為 4 種不同的工作模式，它們?nèi)绫?31 所示 。 在 SPI 串行總線通信過程中， RST 用來控制外圍設(shè)備的選通（低電平有效），未選通器件的數(shù)據(jù)輸出端信號線將處于高阻狀態(tài)。級聯(lián)的 SPI 從設(shè)備被看作是一個(gè)大的設(shè)備并使用相同的片選信號，從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端分別被連接到下一個(gè)從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入端，并將最后一個(gè)從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端連接到系統(tǒng)主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端。 如果一個(gè) SPI 從設(shè)備沒有被選中，它的數(shù)據(jù)輸出端將處于高阻狀態(tài)，從而與當(dāng)前處于激活狀態(tài)的器件隔離。須指出的是，移位寄存 器的位數(shù)并不是固定的，它根據(jù)不同的設(shè)備而各不相同。 SPI 從器件則從系統(tǒng)主設(shè)備獲取時(shí)鐘及片選信號，因此從器件的控制信號 RST 、 SCLK 都是輸入信號。 SPI 串行接口設(shè)備既可以工作在主設(shè)備模式下，也可以工作在從設(shè)備模式下。 SPI 從設(shè)備一般使用 1 根數(shù)據(jù)線（ I/O）和 2 根控制線（ RST 、 SCLK）。 ●定開發(fā)沖突保護(hù)。 ●可編程串行時(shí)鐘極性與相位。 ●。 SPI 串行總線有如下一些主要特點(diǎn)： ●全雙工，三線同步傳輸。采用 SPI 接口可以方便地與許多廠家的各種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接連接。 芯片及硬件模塊 時(shí)鐘芯片模塊 DS1302 美國 DALLAS 公司的 DS1302 是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它采用 SPI 串行總線接口與單片機(jī)連接 [6]。 13 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 硬件電路是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的軀殼，沒有了軀殼，系統(tǒng)會(huì)是一個(gè)完全癱瘓的系統(tǒng)。 LCD12232與單片機(jī)接口 12 LCD12232 與單片機(jī)的接口電路如圖 24 所示。 13）復(fù)位指令 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 功能：使模塊內(nèi)部初始化 LCD12232的寫規(guī)則 在液晶屏上橫向 8 個(gè)點(diǎn)為一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，漢字在液晶屏上的顯示為 1616（寬 高），通過字模提取軟件按照先左后右，先上后下的方式對漢字進(jìn)行字模提取，可獲得該字模對應(yīng)的 32 個(gè)字節(jié)值；阿拉伯?dāng)?shù)字在液晶屏上的顯示為 816（寬 高），字模提取的方式與漢字相同，可獲得該字模對應(yīng)的 16 個(gè)字節(jié)值。這個(gè)狀態(tài)一直持續(xù)到執(zhí)行結(jié)束 END 指令。 8）設(shè)置顯示方向 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 D 功能：該指令設(shè)置 DD RAM 中的列地址與段驅(qū)動(dòng)輸出的對應(yīng)關(guān)系 當(dāng) D=0 時(shí)，反向； D=1 時(shí)，正向 。 7）讀顯示數(shù)據(jù) A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 Read Data 功能：讀出頁地址和列地址限定的 DD RAM 中的數(shù)據(jù)。 10 RESET： 復(fù)位狀態(tài)， RESET=0，正常； RESET=1：內(nèi)部處于復(fù)位初始化狀態(tài) 。 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 列地址 0 0 …… 1 0 1 1 1 0 4E 1 0 1 1 1 1 4F 5） 讀狀態(tài)指令 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 BUSY ADC ON/OF RESET 0 0 0 0 功能：檢測內(nèi)部狀態(tài) BUSY 為忙信號， BUSY=1： 內(nèi)部正在執(zhí)行操作； BUSY=0：空閑狀態(tài) 。 A1 A0 頁地址 0 0 0 0 1 1 1 0 2 1 1 3 4）列地址設(shè)置 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 0 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 當(dāng) MPU要對 DD RAM 進(jìn)行讀寫操作前，首先要設(shè)置頁地址和列地址 。 9 3）頁地址設(shè)置 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 A1 A0 功能：設(shè)置頁地址。起始行可以是 031 范圍內(nèi)的任意一行。如果在顯示關(guān)閉的狀態(tài)下，選擇靜態(tài)驅(qū)動(dòng)模式，那么內(nèi)部電路將處于安 全模式。 V S S1VDD2V L C D3CL7RD8WR9R E T18V L E D +19V L E D 20D B 010D B 111D B 212D B 313D B 414D B 515D B 616D B 717A04C S 15C S 26U?12232 2 圖 23 液晶 12232 引腳圖 指令描述 1）顯示模式設(shè)置 A0 RD WR DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 D 功能：開關(guān)屏幕顯示，不改變顯示 RAM 中的內(nèi)容，也不影響內(nèi)部狀態(tài)。 CS1/CS2：讀寫使能，對于 68 系列的 MPU，高電平有效；對于 80 系列的 MPU，低電平有效。 （ 2）工作參數(shù) 邏輯工作電壓： LCD 的驅(qū)動(dòng)電壓： 工作溫度： 055℃ （常溫） /20 70℃ (寬溫 ) 保存溫度： 1070℃ 引腳定義及功能說明 VDD：邏輯電源正 VSS：邏輯電源地 V0： LCD 驅(qū)動(dòng)電源 A0： 數(shù)據(jù)指令選擇。 液晶 12232 模塊 顯示部分采用點(diǎn)陣式液晶 LCD122322，可以顯示漢字和阿拉伯?dāng)?shù)字。復(fù)位電路關(guān)系到一個(gè)系統(tǒng)能否可靠地工作，由阻容元件以及門電路組成的復(fù)位電路在多數(shù)情況下均能良好工作，但是阻容復(fù)位電路的復(fù)位觸發(fā)門限較難在設(shè)計(jì)時(shí)確定，這與電阻、電容的精度，電源的精度有關(guān)，而且受溫度的影響較大。 K200R11KR222uFCVCC 圖 22 復(fù)位電路 7 單片機(jī)的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種，本設(shè)計(jì)采用的是按鍵手動(dòng)復(fù)位。 ●XTAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上編程允許電源 VPP。需注意的是如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 狀態(tài)。 ●EA/VPP：外部訪問允許。 ●PSEN：程序存儲(chǔ)允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號，當(dāng)STC89C58RD+由外部程序存儲(chǔ)器取指令或數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令A(yù)LE 才會(huì)被激活。對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 ●ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)，即使 不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘震蕩頻率的1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出始終或用于定時(shí)目的。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線，更重要的是它的第二功能，如表 22 所示。對 P3 口寫 入 “1”時(shí)，他們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 ●P3口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX ＠ R1， A）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（特殊功能寄存器SFR 區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。對端口寫 “1”，通過 內(nèi)部的上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 ●P1口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，它的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù) 總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 4 圖 21 STC89C58RD+引腳圖 圖 21 中，各引腳功能如下： ●VCC：電源 ●GND：地 ●P0口： P0 口是一組 8 位漏極開路的雙向 I/O 口，是地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。主要性能特點(diǎn)有 [3]： 1）增強(qiáng)型 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 ,12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 8051 CPU； 2）工作電壓： – V； 3）工作頻率范圍： 0－ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0－ 80MHz,實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz； 4）用戶可用程序空間 32K； 5）片上集成 1280 字節(jié) RAM； 6）通用 I/O 口（ 32）個(gè)，復(fù)位后： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口 ）， P0 口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻； 7） EEPROM 功能 ， 看門狗功能； 8）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷； 9）共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0 可當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用； 空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電方式保 存 RAM 中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 本章將介紹單片機(jī)STC89C58RD+的原理及液晶 12232 模塊。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）了解 LCD 圖形顯示器的工作原理及硬件結(jié)構(gòu)； （ 2）熟悉時(shí)鐘芯片的工作原理及接口技術(shù)； （ 3）熟悉 8031 單片機(jī)的工作原理及接口技術(shù)； （ 4）自行設(shè)計(jì)（軟、硬件）、制作和調(diào)試； （ 5）實(shí)現(xiàn)漢字、字母的 LCD 顯示； （ 6）畫出硬件設(shè)計(jì)圖和軟件流程圖； （ 7）根據(jù)軟硬件設(shè)計(jì)完成硬件制作和軟件調(diào)試； 2 （ 8）實(shí)現(xiàn)每天 4 時(shí)段的定時(shí)控制，通過軟件可以任意設(shè)置每個(gè)時(shí)間段的起始與結(jié)束時(shí)間。鑒于單片機(jī)有如此廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，基于單片機(jī)的定時(shí)控制器就可以運(yùn)用到 日常 生活的各個(gè)方面，如上下班鈴聲的控制、機(jī)器的開停機(jī)時(shí)間控制等等。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置 ，飛機(jī)上的各種儀表控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)?，F(xiàn)在的不少家用電器都安裝了定時(shí)器來控制開關(guān)或工作時(shí)間 [2]。 定時(shí)器確實(shí)是一項(xiàng)了不起的發(fā)明，使相當(dāng)多需要人控制時(shí)間的工作變得簡單了許多。它利用機(jī)械鐘帶動(dòng)開關(guān)來控制煤氣閥門 [1]。s movement and the light emitter diode. This article has showed the process of the hardware manufacture, the software design and debugging. The function of the time controller is realized finally. KEY WORDS: single chip microprocessor, the clock chip, the liquid crystal display, timing controller I 目 錄 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................................ 1 課題開發(fā)背景 .....................................................................