畢業(yè)設(shè)計-基于單片機定時控制器的研制-預(yù)覽頁

　

【正文】 晶公司生產(chǎn)的低電壓、加密性強、高性能 CMOS8 位單片機。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 “1”可作為高阻抗輸入端用。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 5 表 21 P1 口第二功能 引腳號 功能特性 T2(定時 /計數(shù)器 2 外部計數(shù)脈沖輸入 ),時鐘輸出 T2EX(定時 /計數(shù)器 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK（在系統(tǒng)編程用） ●P2口： P2 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程和程序校驗期間， P2亦接受高位地址和其他控制信號。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 6 看門狗計時完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH）EA 端必須保持低電平（接地）。 ●XTAL1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。按復(fù)位鍵后，復(fù)位端通過電阻與 VCC 電源接通。 （ 1）該液晶的基本特性如下 [5]： 具有低功耗、供應(yīng)電壓范圍寬等特點； 具有 16mon 和 61segment 輸出，并可外接驅(qū)動來擴展驅(qū)動； 具有 2560 位顯示 RAM，即 8084 位； 具有與 68 系列或 80 系列相適配的 MPU 接口，并有專用的指令集，可以完成文本顯示或功能顯示的功能設(shè)置。 CL： 外振時鐘 8 RD： 讀允許，低電平有效 WR： 寫允許，高電平有效 D0D7： 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 RES： 復(fù)位端 ， 68 系列的 MPU，上升沿復(fù)位； 80 系列的 MPU，下降沿復(fù)位 LED+/LED ： 背光正極電源，背光負極電源 12232 引腳如圖 23 所示。 2）設(shè)置顯示起始行 A0 RD WR DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 0 1 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。當 MPU 要對 DD RAM 進行讀寫操作時，首先要設(shè)置列地址和頁地址。 ADC：為顯示方向， ADC=0：反向顯示； ADC=1：正向顯示 ON/OF： 顯示開關(guān)狀態(tài)， ON/OF=0：顯示打開； ON/OF=1：顯示關(guān)閉 。當 “讀 修 改 寫 ”模式關(guān)閉時，每執(zhí)行一次讀指令，列地址自動加一，所以可以連續(xù)從 DD RAM 中讀出數(shù)據(jù)而不用設(shè)置列地址。 12） END 指令 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 功能：關(guān)閉 “讀 修 改 寫 ”模式，并把列地址指針恢復(fù)到打開 “讀 修 改 寫 ”模式前的位置。 E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P ( R D )17P ( W R )16P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15P ( T 2)1P ( T 2E X )2P 3P 4P 5P ( M O S I )6P ( M I S O )7P ( S C K )8( A D 0) P 39( A D 1) P 38( A D 2) P 37( A D 3) P 36( A D 4) P 35( A D 5) P 34( A D 6) P 33( A D 7) P 32( A 8) P 21( A 9) P 22( A 10 ) P 23( A 11 ) P 24( A 12 ) P 25( A 13 ) P 26( A 14 ) P 27( A 15 ) P 28P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 11( R X D ) P 10GND20V C C40S T C 89 C 58 R D +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 2612 23 2 2V C C10KR6R7P P P P P0.3R 17V C C1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13V C C1474 H C 14C6R 18V C CV C CP 圖 24 液晶 12232 與單片機接口電路 在圖 24 中， DB0~DB7 作為數(shù)據(jù)口，與單片機的 P1 口相連；液晶 12232 的 RD、WR 端分別接到單片機的 、 端口上，由單片機的這兩個端口提供液晶的讀寫信號；液晶的外部晶振由 74HC14 與 R、 C 組成的振蕩電路提供，具體的內(nèi)容將在下一章做介紹；液晶的兩個讀寫使能端口 CS CS2，與單片機的 、 相連，這樣可以在程序中對液晶的忙、閑狀態(tài)進行判別以及控制液晶的讀寫； RES 端接到 上，這樣在程序中可以靈活的選擇液晶的時序。 SPI 是由 MOTOROLA 公司提出的一種同步串行外圍接口，采用 3 根或 4 根信號線進行數(shù)據(jù)傳輸，所需要的信號包括使能信號、同步時鐘、同步數(shù)據(jù)（輸入和輸出）。 ●主機或從機操作。 ●發(fā)送結(jié)束中斷標志。其中，數(shù)據(jù)線不僅用于從設(shè)備向系統(tǒng)主機返回數(shù)據(jù)，還可以用作多個從設(shè)備之間的級聯(lián)，當前從設(shè)備的 I/O 輸出 端可以連接到下一級設(shè)備的 I/O 輸入端。 14 在系統(tǒng)主機與 SPI從設(shè)備之間進行通信時，不論是命令還是數(shù)據(jù)都以串行方式傳送，串行傳送的數(shù)據(jù)被泵入到一個移位寄存器，并轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)格式。當多個 SPI 從設(shè)備級聯(lián)使用時，將它們的使能端連接到同一個片選信號上，當作一個從設(shè)備來處理。 SCLK 則用來為數(shù)據(jù)通信提 供同步時鐘，不論 SPI從設(shè)備是否處于選通狀態(tài)，系統(tǒng)主設(shè)備都會為所有 SPI 從設(shè)備提供 SCLK 信號。在同 步時鐘信號相位為 1 的情況下，同步時鐘信號的相位會翻轉(zhuǎn) 180176。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用 SPI 同步串行的方式進行通信，僅需用到 3 根信號線： RST （復(fù)位）、 I/O（數(shù)據(jù)線）、 SCLK（同步串行時鐘）。時鐘的運行可以采用 24h 或帶 AM（上午） /PM（下午）的 12h 格式。 DS1302 有 3 種不同的引腳封裝形式，它們分別是雙列直插的 DIP8 和表面貼裝的SOIC8（ 150mil）、 SOIC8（ 200 mil），與這 3 種封裝相對應(yīng)的芯片型號分別是 DS130DS1302Z 和 DS1302S。 RST ：復(fù)位引腳。 VCC2：備份電源。在開始的 8 個時鐘周期將命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時鐘在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時輸入數(shù)據(jù)。 在 DS1302 內(nèi)部共包含 40 個數(shù)據(jù)節(jié)，其中 7 個時鐘 /日歷字節(jié)， 1 個時鐘寫保護控制字節(jié)， 1 個涓流充電控制字節(jié)和 31 個 RAM 字節(jié)。位 5 至位 1 指示 17 操作單元的地址 。其次 , RST 提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK為低電平時 ,才能將 RST 置為高電平。外部芯片從 DS1302 讀數(shù)據(jù)時，跟隨在讀命令字節(jié) 8 個 SCLK 周期之后 DS1302 會在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式中讀或?qū)憦牡刂?0 的位 0 開始，當以多字節(jié)方式寫時鐘寄存器時，必須按照 數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個寄存器。 圖 32 數(shù)據(jù)讀寫時序 5. DS1302 的寄存器 DS1302共有 12個寄存器 ,其中有 7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān) ,存放的數(shù)據(jù)位為 BCD碼形式。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類 ,一類是單個 RAM 單元 ,共 31 個 ,每個單元組態(tài)為一個 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)為寫操作 。在 12 小時方式下，小時寄存器的D5 用于 AM/PM 指示， D5 為邏輯高電平表示 PM，在 24 小時方式下， D5 則是第二個小時位。其中，涓流充電選擇（ TCS）位 D7D4 控制涓流充電器的選擇，只有當 D7D4 處于 1010 模式時才能使涓流充電器工作，其它所有的模式都將 禁止涓流充電。 涓流充電器的二極管和電阻的選擇由用戶根據(jù)電池或超容量電容充 電所需的最大電流決定。 DS1302 與單片機的接口如圖 33 所示。 74HC14 的引腳如圖 34 所示。 表 35 74HC14 功能表 Input Output A Y L H H L 注： Y=A 推薦工作條件如表 36所示。 1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13V C C147 4 H C 1 4V 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 261 2 2 3 2 2CRV C C 圖 37 液晶的外部時鐘電路 在圖 37 中， R 阻值選擇 ， C 的電容選擇 100181。 24 K1 K2 K3E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P ( R D )17P ( W R )16P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15P ( T 2)1P ( T 2E X )2P 3P 4P 5P ( M O S I )6P ( M I S O )7P ( S C K )8( A D 0) P 39( A D 1) P 38( A D 2) P 37( A D 3) P 36( A D 4) P 35( A D 5) P 34( A D 6) P 33( A D 7) P 32( A 8) P 21( A 9) P 22( A 10 ) P 23( A 11 ) P 24( A 12 ) P 25( A 13 ) P 26( A 14 ) P 27( A 15 ) P 28P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 11( R X D ) P 10GND20V C C40S T C 89 C 58 R D +1KR 111KR 121KR 13V C C 圖 38 鍵盤接口電路 系統(tǒng)設(shè)計思路 系統(tǒng)以 12232 液晶模塊作為顯示的載體，可以實現(xiàn)比較美觀的顯示界面。 基于系統(tǒng)的設(shè)計要求，硬件采用了時鐘芯片 DS1302，單片機 STC89C58RD+從DS1302 中讀取時、分、秒的數(shù)據(jù)信息，放入內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器中，然后單片機執(zhí)行顯示程序，由數(shù)據(jù)口 P1 將 DS1302 的時、分、秒信息送入 LCD12232 進行顯示，這是系統(tǒng)實現(xiàn)走時功能的硬件設(shè)計思路。 系統(tǒng)在設(shè)定的時間到時會有一個控制輸出，在硬件上就是讓接在 P2_2 口上的繼電器動作，同時接在繼電器兩端的發(fā)光二極管亮或滅。 光耦到繼電器接入三極管 9013，目的是驅(qū)動繼電器，使繼電器在設(shè)定時間到時能夠可靠動作。按下 ADD 鍵，系統(tǒng)進入功能選擇界面：時間設(shè)置、開停機設(shè)置、取消設(shè)置、運行、返回。當四組時間設(shè)定好后，按OK 鍵返回功能選擇界面。按下 OK 鍵返回到功能選