第九章 mcs-51單片機的其他接口

1、第九章 MCS-51單片機的其他接口,9.1 LCD與MCS-51接口,液晶顯示器簡稱LCD顯示器。它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特性實現(xiàn)顯示信息。液晶顯示器按其功能可分為三類：筆段式液晶顯示器、字符點陣式液晶顯示器和圖形點陣式液晶顯示器。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號等，而圖形點陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達到圖文并茂的效果。,9.1.1 字符型點陣式LCD液晶顯示器,目前市面上常用的有16字?1行、16

2、字?2行、20字?2行和40字?2行等的字符液晶顯示模塊。這些LCM雖然顯示字數(shù)各不相同，但是都具有相同的輸入輸出界面。本節(jié)將以16?2字符型液晶顯示模塊RT-1602C為例，詳細介紹字符型液晶顯示模塊的應(yīng)用。,一．字符型液晶顯示模塊RT-1602C的外觀與引腳,,RT-1602C采用標準的16腳接口，各引腳情況如下：,第1腳：VSS，電源地第2腳：VDD，+5V電源第3腳：VL，液晶顯示偏壓信號第4腳：RS，數(shù)據(jù)/命令選擇端，高

3、電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。,第5腳：R/W，讀/寫選擇端，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。,第6腳：E，端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7，為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：BLA，背光源正極第16腳：BLK，背光源負極

4、,二．字符型液晶顯示模塊RT-1602C的內(nèi)部結(jié)構(gòu),液晶顯示模塊RT-C1602C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分成三部份：一為LCD控制器，二為LCD驅(qū)動器，三為LCD顯示裝置，如圖所示：,控制器采用HD44780，驅(qū)動器采用HD44100。HD44780是集控制器，驅(qū)動器于一體，專用于字符顯示控制驅(qū)動集成電路。HD44100是作擴展顯示字符位的。HD44780是字符型液晶顯示控制器的代表電路。HD44780集成電路的特點：1、可選擇5×

5、;7或5×10點字符。2、HD44780不僅作為控制器而且還具有驅(qū)動40×16點陣液晶像素的能力，并且HD44780的驅(qū)動能力可通過外接驅(qū)動器擴展360列驅(qū)動。HD44780可控制的字符高達每行80個字，也就是5?80=400點，HD44780內(nèi)藏有16路行驅(qū)動器和40路列驅(qū)動器，所以HD44780本身就具驅(qū)動有16×40點陣LCD的能力（即單行16個字符或兩行8個字符）。如果在外部加一HD44100外

6、擴展多40路/列驅(qū)動，則可驅(qū)動16×2LCD。3、HD44780的顯示緩沖區(qū)DDRAM、字符發(fā)生存儲器（ROM）及用戶自定義的字符發(fā)生器CGRAM全部內(nèi)藏在芯片內(nèi)。HD44780有80個字節(jié)的顯示緩沖區(qū)，分兩行，地址分別為00H~27H，40H~67H，它下實際顯示位置的排列順序跟LCD的型號有關(guān)，液晶顯示模塊RT-1602C的顯示地址與實際顯示位置的關(guān)系如圖所示。,,HD44780內(nèi)藏的字符發(fā)生存儲器（ROM）已經(jīng)存儲了

7、160個不同的點陣字符圖形，如圖所示：,這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。比如數(shù)字“1”的代碼是00110001B（31H），又如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），可以看出英文字母的代碼與ASCII編碼相同。要顯示“1”時，我們只需將ASCII碼31H存入DDRAM指定位置，顯示模塊將在相應(yīng)的位置把數(shù)字“1”的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到數(shù)字“

8、1”了。,4、HD44780具有8位數(shù)據(jù)和4位數(shù)據(jù)傳輸兩種方式，可與4/8位CPU相連。5、HD44780具有簡單而功能較強的指令集，可實現(xiàn)字符移動，閃爍等顯示功能。,三．指令格式與指令功能,LCD控制器HD44780內(nèi)有多個寄存器，通過RS和R/W引腳共同決定選擇哪一個寄存器，選擇情況如表,總共有11條指令，它們的格式和功能如下：,1．清屏命令格式：,功能：清除屏幕，將顯示緩沖區(qū)DDRAM的內(nèi)容全部寫入空格（ASCII20H）。

9、光標復位，回到顯示器的左上角。地址計數(shù)器AC清零。,2．光標復位命令格式：,功能：設(shè)定當寫入一個字節(jié)后，光標的移動方向以及后面的內(nèi)容是否移動。當I/D=1時，光標從左向右移動；I/D=0時，光標從右向左移動。當S=1時，內(nèi)容移動，S=0時，內(nèi)容不移動。,3．輸入方式設(shè)置命令格式：,功能：設(shè)定當寫入一個字節(jié)后，光標的移動方向以及后面的內(nèi)容是否移動。當I/D=1時，光標從左向右移動；I/D=0時，光標從右向左移動。當S=1時，

10、內(nèi)容移動，S=0時，內(nèi)容不移動。,4．顯示開關(guān)控制命令格式：,功能：控制顯示的開關(guān)，當D=1時顯示，D=0時不顯示?？刂乒鈽碎_關(guān)，當C=1時光標顯示，C=0時光標不顯示。控制字符是否閃爍，當B=1時字符閃爍，B=0時字符不閃爍。,5．光標移位置命令格式：,功能：移動光標或整個顯示字幕移位。當S/C=1時整個顯示字幕移位，當S/C=0時只光標移位。當R/L=1時光標右移，R/L=0時光標左移。,6．功能設(shè)置命令格式：,功能：

11、設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)，當DL=1時數(shù)據(jù)位為8位，DL=0時數(shù)據(jù)位為4位。設(shè)置顯示行數(shù)，當N=1時雙行顯示，N=0時單行顯示。設(shè)置字形大小，當F=1時5×10點陣，F(xiàn)=0時為5×7點陣。,7．設(shè)置字庫CGRAM地址命令,格式：,功能：設(shè)置用戶自定義CGRAM的地址，對用戶自定義CGRAM訪問時，要先設(shè)定CGRAM的地址，地址范疇0~63。,8．顯示緩沖區(qū)DDRAM地址設(shè)置命令,格式：,功能：設(shè)置當前顯示緩沖區(qū)DDRAM的地

12、址，對DDRAM訪問時，要先設(shè)定DDRAM的地址，地址范疇0~127。,9．讀忙標志及地址計數(shù)器AC命令,格式：,功能：讀忙標志及地址計數(shù)器AC，當BF=1時則表示忙，這時不能接收命令和數(shù)據(jù)；BF=0時表示不忙。低7位為讀出的AC的地址，值為0~127。,10．寫DDRAM或CGRAM命令格式：,功能：向DDRAM或CGRAM當前位置中寫入數(shù)據(jù)。對DDRAM或CGRAM寫入數(shù)據(jù)之前須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址。,11．讀DD

13、RAM或CGRAM命令格式：,功能：從DDRAM或CGRAM當前位置中讀郵數(shù)據(jù)。當DDRAM或CGRAM讀出數(shù)據(jù)時，先須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址。,四．LCD顯示器的初始化LCD使用之前須對它進行初始化，初始化可通過復位完成，也可在復位后完成，初始化過程如下：1．清屏。2．功能設(shè)置。3．開/關(guān)顯示設(shè)置。4．輸入方式設(shè)置。,9．1．2 LCD顯示器與單片機的接口與應(yīng)用,下圖是LCD顯示器與8051單片機的接口圖，圖中

14、RT-1602C的數(shù)據(jù)線與8051的P1口相連，RS與8051的P2.0相連，R/ W與8051的P2.1相連，E端與8051的P2.7相連。編程在LCD顯示器的第一行、第一列開始顯示“GOOD”，第二行、第6列開始顯示“BYE”。,匯編語言程序：RS BIT P2.0RW BIT P2.1E BIT P2.7ORG 00HAJMP STARTORG 50H；主程序START：M

15、OV SP，#50HACALL INITMOV A，#10000000B ；寫入顯示緩沖區(qū)起始地址為第1行第1列。ACALL WC51RMOV A，“G” ；第1行第1列顯示字母“G”。ACALL WC51DDRMOV A，“O” ；第1行第2列顯示字母“O”。ACALL WC51DDRMOV A，“O” ；第1行第3列顯示字母“O”。ACAL

16、L WC51DDRMOV A，“D” ；第1行第4列顯示字母“D”。ACALL WC51DDR,MOV A，#11000101B ；寫入顯示緩沖區(qū)起始地址為第2行第6列。ACALL WC51RMOV A，“B” ；第2行第6列顯示字母“B”。ACALL WC51DDRMOV A，“Y” ；第2行第7列顯示字母“Y”。ACALL WC51DDRMOV

17、 A，“E” ；第2行第8列顯示字母“E”。ACALL WC51DDRLOOP：AJMP LOOP；初始化子程序INIT：MOV A，#00000001H ；清屏ACALL WC51RMOV A，#00111000B ；使用8位數(shù)據(jù)，顯示兩行，使用5*7的字型。LCALL WC51RMOV A，#00001110B ；顯示器開，光標開，字符不閃爍。LCALL WC51

18、RMOV A，#00000110B ；字符不動，光標自動右移一格。LCALL WC51RRET,；檢查忙子程序F_BUSY：PUSH ACC ；保護現(xiàn)場PUSH DPHPUSH DPLPUSH PSWWAIT：CLR RSSETB RWCLR ESETB EMOV A，P1CLR EJB ACC.7，WAIT ；忙，等待POP PSW

19、 ；不忙，恢復現(xiàn)場POP DPLPOP DPHPOP ACCACALL DELAYRET,；寫入命令子程序。WC51R：ACALL F_BUSYCLR ECLR RSCLR RWSETB EMOV P1，ACCCLR EACALL DELAYRET；寫入數(shù)據(jù)子程序。WC51DDR：ACALL F_BUSYCLR ESETB RSCLR RWS

20、ETB EMOV P1，ACCCLR EACALL DELAYRET,；延時子程序。DELAY：MOV R6，#5D1：MOV R7，#248DJNZ R7，$DJNZ R6，D1RETEND,C語言編程：#include #define uchar unsigned charsbit RS=P2^0；sbit RW=P2^1；sbit E=P2^7；void delay(

21、void)；void init(void)；void wc5r(uchar i)；void wc51ddr(uchar i)；void fbusy(void)；//主函數(shù)void main(){SP=0x50；init()；wc51r(0x80)； //寫入顯示緩沖區(qū)起始地址為第1行第1列wc51ddr(0x44)； //第1行第1列顯示字母“G”wc51ddr(0

22、x4f)； //第1行第2列顯示字母“O”wc51ddr(0x4f)； //第1行第3列顯示字母“O”wc51ddr(0x47)； //第1行第4列顯示字母“D”,wc51r(0xc5)； //寫入顯示緩沖區(qū)起始地址為第2行第6列wc51ddr(0x42)； //第2行第6列顯示字母“B”wc51ddr(0x59)； //第2行第

23、7列顯示字母“Y”wc51ddr(0x45)； //第2行第8列顯示字母“E”while(1)；}//初始化函數(shù)void init(){wc51r(0x01)； //清屏wc51r(0x38)； //使用8位數(shù)據(jù)，顯示兩行，使用5*7的字型wc51r(0x0e)； //顯示器開，光標開，字符不閃爍wc51r(0x06)； //字符不動，

24、光標自動右移一格},//檢查忙函數(shù)void fbusy(){RS=0；RW=1；E=1；E=0；while (P1&0x80)； //忙，等待delay()；}//寫命令函數(shù)void wc51r(uchar j){fbusy()；E=0；RS=0；RW=0；E=1；P1=j；E=0；delay()；},//寫數(shù)據(jù)函數(shù)void wc51ddr(uchar j){fbus

25、y()；E=0；RS=1；RW=0；E=1；P1=j；E=0；delay()；}//延時函數(shù)void delay(){uchar y；for (y=0；y<0xff；y++){；}},9.2 MCS-51單片機與I2C總線芯片接口,9.2.1 I2C總線簡介,一．I2C總線的主要特點,I2C總線是由PHILIPS公司開發(fā)一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即在連接于總線上的器件之間傳送信

26、息。這種總線的主要特點有：1．總線只有兩根線，即串行時鐘線（SCL）和串行數(shù)據(jù)線（SDA），這在設(shè)計中大大減少了硬件接口。2．每個連接到總線上的都有一個用于識別的器件地址，器件地址由芯片內(nèi)部硬件電路和外部地址引腳同時決定，避免了片選線的連接方法，并建立簡單的主從關(guān)系，每個器件既可以作為發(fā)送器，又可以作為接收器。3．同步時鐘允許器件以不同的波特率進行通信。4．同步時鐘可以作為停止或重新啟動串行口發(fā)送的握手信號。5．串行的數(shù)據(jù)傳輸

27、位速率在標準模式下可達100kbit/s，快速模式下可達400kbit/s，高速模式下可達3.4Mbit/s。6．連接到同一總線的集成電路數(shù)只受400pF的最大總線電容的限制。,二．I2C總線的基本結(jié)構(gòu),,三．I2C總線信息傳送,當I2C總線沒有進行信息傳送時，數(shù)據(jù)線（SDA）和時鐘線（SCL）都為高電平時。當主控制器向某個器件傳送信息時，首先應(yīng)向總線送開始信號，然后才能傳送信息，當信息傳送結(jié)束時應(yīng)送結(jié)束信號，開始信號和結(jié)束信號規(guī)定如

28、下：開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。,開始信號和結(jié)束信號之間傳送的是信息，信息的字節(jié)數(shù)沒有限制，但每個字節(jié)必須為8位，高位在前，低位在后。數(shù)據(jù)線SDA上每一位信息狀態(tài)的改變只能發(fā)生在時鐘線SCL為低電平的期間，因為SCL高電平的期間SDA狀態(tài)的改變已經(jīng)被用來表示開始信號和結(jié)束信號。每個字節(jié)后面必須接收一個應(yīng)答信號（ACK），A

29、CK是從控制器在接收到8位數(shù)據(jù)后向主控制器發(fā)出的特定的低電平脈沖，用以表示已收到數(shù)據(jù)。主控制器接收到應(yīng)答信號（ACK）后，可根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到ACK，則判斷為從控制器出現(xiàn)故障。具體情況如圖所示：,主控制器每次傳送的信息的第一個字節(jié)必須是器件地址碼，第二個字節(jié)為器件單元地址，用于實現(xiàn)選擇所操作的器件的內(nèi)部單元，從第三個字節(jié)開始為傳送的數(shù)據(jù)。其中器件地址碼格式如下：,四．I2C總線讀、寫操作1．當前地址讀該

30、操作將從所選器件當前地址讀，讀的字節(jié)數(shù)不指定，格式如下：,2．指定單元讀該操作將從所選器件指定地址讀，讀的字節(jié)數(shù)不指定，格式如下：,3．指定單元寫該操作將從所選器件指定地址寫，寫的字節(jié)數(shù)不指定，格式如下：,其中：S表示開始信號，A表示應(yīng)答信號，P表示結(jié)束信號。,9.2.2 I2C總線EEPROM芯片與單片機接口,一．串行EEPROM電路CAT24WCXX系列概述,CAT24WCXX系列是美國CATALYST公司出品的，包含1-25

31、6K位，支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議的串行CMOS EEPROM芯片，可用電擦除，可編程自定義寫周期，自動擦除時間不超過10ms，典型時間為5ms。CAT24WCXX系列包含CAT24WC01／02／04／08／16／32／64／128／256共8種芯片，容量分別為1、2、4、8、16、32、64、128、256KB。串行EEPROM一般具有兩種寫入方式，一種是字節(jié)寫入方式，還有另一種頁寫入方式。允許在一個寫周期內(nèi)同時對1個字節(jié)到一頁的

32、若干字節(jié)的編程寫入，一頁的大小取決于芯片內(nèi)頁寄存器的大小。其中，CAT24WC01具有8字節(jié)數(shù)據(jù)的頁面寫能力，CAT24WC02／04／08／16具有16字節(jié)數(shù)據(jù)的頁面寫能力，CAT24WC32／64具有32字節(jié)數(shù)據(jù)的頁面寫能力，CAT24WC128／256具有64字節(jié)數(shù)據(jù)的頁面寫能力。,二．CAT24WCXX的引腳,CAT24WC01/02/04/08/16/32/64、CAT24WC128、CAT24WC256管腳排列圖分別為如圖（

33、1）、（2）、（3）所示：,,其中：SCL：串行時鐘線。這是一個輸入管腳，用于形成器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。 SDA：串行數(shù)據(jù)/地址線。它是一個雙向傳輸線，用于傳送地址和所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。它是一個漏極開路端，因此要求接一個上拉電阻到Vcc端（速率為100KHz時電阻為10K?，400KHz時為1K?）。對于一般的數(shù)據(jù)傳輸，僅在SCL為低電平期間SDA才允許變化。SCL為高電平期間，留給開始信號（START）和停止信號（STO

34、P）。,A0、A1、A2：器件地址輸入端。這些輸入端用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，當這些腳懸空時默認值為0（CAT24WC01除外）。WP：寫保護。如果WP管腳連接到VCC，所有的內(nèi)容都被寫保護（只能讀）。當WP管腳連接到VSS或懸空，允許對器件進行正常的讀/寫操作。VCC：電源線。VSS：地線。,三．CAT24WCXX的器件地址,四．CAT24WCXX的寫操作,1．字節(jié)寫,2．頁寫,3．應(yīng)答查詢,可以利用內(nèi)部寫周期時禁止數(shù)據(jù)輸

35、入這一特性。一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時，CAT24WCXX啟動內(nèi)部寫周期，應(yīng)答查詢立即啟動，包括發(fā)送一個起始信號和進行寫操作的從器件地址。,4．寫保護,寫保護操作特性可使用戶避免由于不當操作而造成對存儲區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫，當WP管腳接高電平時，整個寄存器區(qū)全部被保護起來而變?yōu)橹豢勺x取。,五．CAT24WCXX的讀操作,1．當前地址讀,2．隨機地址讀,3．順序地址讀,六．CAT24WCXX與單片機的接口與編程,下圖是8051

36、單片機與串行EEPROM芯片CAT24WCXX的接口電路。圖中用的EEPROM芯片為CAT24WC04，其它芯片與單片機的連接與它相同。8051的P1.0、P1.1作為I2C總線與CAT24WC04的SDA和SCL相連，連接時注意I2C總線須通過電阻接電源。P1.3與WP相連。CAT24WC04的地址線A2、A1、A0直接接地。則片選編碼為000，CAT24WC04的器件地址碼的高7位為1010000。,編程(略),9.3 MCS-5

37、1單片機與時鐘日歷芯片接口,9.3.1 并行日歷時鐘芯片DS12887與單片機接口,一．DS12887主要功能（1）內(nèi)含一個鋰電池，斷電后運行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。（2）計秒，分，時，天，星期，日，月，年，并有閏年補償功能。（3）二進制數(shù)碼或BCD碼表示時間，日歷和定鬧。（4）12小時或24小時制，12小時時鐘模式帶有PM和AM指示，有夏令時功能。（5）Motorola和Intel總線時序選擇。（6）有128個字節(jié)RAM單元

38、與軟件接口，其中：14個字節(jié)作為時鐘寄存器和控制寄存器，114字節(jié)為通用RAM，所有RAM單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護功能。（7）可編程方波信號輸出。（8）中斷信號輸出（IRQ）和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進行測試。,二．DS12887基本原理及引腳說明 DS12887內(nèi)部由振蕩電路，分頻電路，周期中斷/方波選擇電路，14字節(jié)時鐘寄存器和控制寄存器，114字節(jié)用戶非易失RA

39、M，十進制/二進制累加器，總線接口電路，電源開關(guān)寫保護單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成。DS12887引腳如圖所示：,,Vcc：直流電源+5V電壓。當Vcc電壓在正常范圍內(nèi)時，數(shù)據(jù)可讀寫；當Vcc低于4.25V，讀寫被禁止，計時功能仍繼續(xù)；當Vcc下降到3V以下時，RAM和計時器供電被切換到內(nèi)部鋰電池。MOT（模式選擇）：MOT引腳接到Vcc時，選擇MOTOROLA時序，當接到GND時，選擇Intel時序。SQW（方波輸出信號）：SQW引

40、腳能從實時鐘內(nèi)部15級分頻器的13個抽頭中選擇一個作為輸出信號，其輸出頻率可通過對寄存器A編程改變。AD0-AD7（雙向地址/數(shù)據(jù)復用線）：總線接口，可與Motorola微機系列和Intel微機系列接口。ALE（地址鎖存信號）：在ALE的下降沿把AD0~AD7輸入的地址鎖存入DS12887。,（數(shù)據(jù)讀信號）：低電平有效。,（數(shù)據(jù)寫信號）：低電平有效。,（片選信號）：在訪問DS12887的總線周期內(nèi)，片選信號必須保持為低。,,,,（中

41、斷請求信號）：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒有中斷的條件滿足時， 處于高阻態(tài)。線是漏極開路輸入，要求外接上接電阻。,（復位信號）：當該腳保持低電平時間大于200ms，保證DS12887有效復位。,三．內(nèi)部寄存器 DS12887的內(nèi)部有128個存儲單元，其中：10字節(jié)的存放實時時鐘時間、日歷和定鬧的RAM；4個字節(jié)的控制和狀態(tài)特殊寄存器；114字節(jié)的帶掉電保護的用戶RAM。幾乎所有的128個字節(jié)都可直接讀寫。1．時間

42、、日歷和定鬧單元,時間、日歷和定時鬧鐘通過寫相應(yīng)的存儲單元字節(jié)設(shè)置或初始化，當前時間和日歷信息通過讀相應(yīng)的存儲單元字節(jié)來獲取，其字節(jié)內(nèi)容可以是二進制或BCD形式。時間可選擇12小時制或24小時制，當選擇12小時制時，小時字節(jié)的高位邏輯“1”代表PM，邏輯“0”代表AM。時間、日歷和定鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問的。每秒鐘這10個字節(jié)走時1秒，檢查一次定時鬧鐘條件，如在更新時，讀時間和日歷可能引起錯誤。,三個字節(jié)的定時鬧鐘字節(jié)有兩種使用方

43、法。第一種，當定時鬧鐘時間寫入相應(yīng)時、分、秒定鬧單元后，在定時鬧鐘允許位置“1”的條件下，定時鬧鐘中斷每天準時起動一次。第二種，在三個定時鬧鐘字節(jié)中填入特殊碼。特殊碼是從C0到FF的任意16進制數(shù)。當小時鬧鐘字節(jié)填入特殊碼時，定時鬧鐘為每小時中斷一次；當小時和分鐘鬧鐘字節(jié)填入特殊碼時，定時鬧鐘為每分鐘中斷一次；當三個定時鬧鐘字節(jié)都填入特殊碼時，每秒中斷一次。時間、日歷和定鬧單元的數(shù)據(jù)格式如表9.3所示。,2．寄存器A寄存器0AH的格式

44、如下：,UIP：更新（UIP）位用來標志芯片是否即將進行更新。當UIP位為1時，更新即將開始，這時不準對時鐘、日歷和鬧鐘信息寄存器進行讀/寫操作；當它為0時，表示在至少44μs內(nèi)芯片不會更新，此時，時鐘、日歷和鬧鐘信息可以通過讀寫相應(yīng)的字節(jié)獲得和設(shè)置。UIP位為只讀位，并且不受復位信號（RESET）的影響。通過把寄存器B中的SET位設(shè)置為1，可以禁止更新并將UIP位清0。DV0，DV1，DV2：這3位是用來開關(guān)晶體振蕩器和復位分頻器

45、。當［DV0　DV1　DV2］＝［010］時，晶體振蕩器開啟并且保持時鐘運行；當［DV0　DV1　DV2］＝［11X］時，晶體振蕩器開啟，但分頻器保持復位狀態(tài)。 RS3，RS2，RS1，RS0：中斷周期和SQW輸出頻率選擇位。4位編碼與中斷周期和SQW輸出頻率的對應(yīng)關(guān)系見下表：,3．寄存器B,寄存器0BH的格式如下：,SET：當SET＝0，芯片更新正常進行；當SET＝1，芯片更新被禁止。SET位可讀寫，并不會受復位信號的

46、影響。PIE：當PIE＝0，禁止周期中斷輸出到 IRQ；當PIE＝1，允許周期中斷輸出到 IRQ.,AIE：當AIE＝0，禁止鬧鐘中斷輸出到IRQ ；當AIE＝1，允許鬧鐘中斷輸出到 IRQ.,UIE：當UIE＝0，禁止更新結(jié)束中斷輸出到 IRQ；當UIE＝1，允許更新結(jié)束中斷輸出到IRQ 。此位在復位或設(shè)置SET為高時清0.,SQWE：當SQWE＝0，SQW腳為低；當SQWE＝1，SQW輸出設(shè)定頻率的方波。DM：DM＝0，BCD；

47、DM＝1，二進制，此位不受復位信號影響。24/12：此位為1，24時制；為0，12小時制,DSE：夏令時允許標志。在四月的第一個星期日的1∶59∶59AM，時鐘調(diào)到3∶00∶00AM；在十月的最后一個星期日的1∶59∶59AM，時鐘調(diào)到1∶00∶00AM。,4．寄存器C寄存器0CH的格式如下：,IRQF：當有以下情況中的一種或幾種發(fā)生時，中斷請求標志位（IRQF）置1；PF＝PIE＝1或AF＝AIE＝1或UF＝UIE＝1，既IRQ

48、F＝PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE，IRQF－旦置1，IRQ腳輸出低電平，送出中斷請求。所有標志位在讀寄存器C或復位后清0。PF：周期中斷標志。AF：鬧鐘中斷標志。UF：更新中斷標志。第0位到第3位無用，不能寫入，只能讀出，且讀出的值恒為0。,5．寄存器D寄存器0DH的格式如下：,VRT：當VRT＝0時表示內(nèi)置電池能量耗盡，此時RAM中的數(shù)據(jù)的正確性就不能保證了。第0位到第6位無用，只

49、能讀出，且讀出的值恒為0。6．用戶RAM在DS12887中，114字節(jié)帶掉電保護RAM不專用一任何特殊功能，它們可被處理器程序用作非易失內(nèi)存，在更新周期也可訪問，它的地址范圍為0DH~7FH。如果片選地址CS =0F000H，則DS12887內(nèi)部128個存儲單元的地址為0F000H~0F07FH。,四．DS12887與單片機的接口,下圖是8051與DS12887的接口電路，DS12887的片選信號接P2.7，則DS12887的片內(nèi)1

50、28個單元的地址可為7F00H~7F7FH。,,DS12887的處理過程為：1．寄存器B的SET位置1，芯片停止工作。2．時間、日歷和定鬧單元置初值。3．讀寄存器C，以消除已有的中斷標志。4．讀寄存器D，使片內(nèi)寄存器和RAM數(shù)據(jù)有效。5．寄存器B的SET位清0，啟動DS12887開始工作。DS12887的驅(qū)動程序（略）,9.3.2 串行日歷時鐘芯片與單片機接口,一．DS1302的主要性能指標,（1）DS1302實時時鐘具有

51、能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。（2）內(nèi)部含有31個字節(jié)靜態(tài)RAM，可提供用戶訪問。（3）采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，使得管腳數(shù)量最少，簡單3 線接口。（4）工作電壓范圍寬：2.0～5.5V。（5）工作電流：2.0V時，小于300nA。（6）時鐘或RAM數(shù)據(jù)的讀/寫有兩種傳送方式：單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送方式。（7）采用8腳DIP封裝或SOIC封裝。（8）與TTL兼容，Vcc=5

52、V。（9）可選工業(yè)級溫度范圍：-40?C～+85?C。（10）具有涓流充電能力。（11）采用主電源和備份電源雙電源供應(yīng)。（12）備份電源可由電池或大容量電容實現(xiàn)。,二．引腳功能DS1302的引腳如圖所示,,其中：X1、X2：32.768KHz晶振接入引腳。GND：地。 ：復位引腳，低電平有效。I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，具有三態(tài)功能。SCLK：串行時鐘輸入引腳。Vcc1：工作電源引腳。Vcc2：備

53、用電源引腳。,,三．DS1302的寄存器及片內(nèi)RAM,DS1302有一個控制寄存器、12個日歷、時鐘寄存器和31個RAM。,1．控制寄存器,控制寄存器用于存放DS1302的控制命令字，DS1302的RST引腳回到高電平后寫入的第一個字就為控制命令。它用于對DS1302讀寫過程進行控制，它的格式如下：,其中：D7：固定為1D6：RAM/CK位，片內(nèi)RAM或日歷、時鐘寄存器選擇位。 D5~D1：地址位，用于選擇進行讀寫的日歷、時鐘寄存

54、器或片內(nèi)RAM。對日歷、時鐘寄存器或片內(nèi)RAM的選擇見表。,2．日歷、時鐘寄存器DS1302共有12個寄存器，其中有7個與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)為BCD碼形式。日歷、時鐘寄存器的格式如表。,說明：（1）數(shù)據(jù)都以BCD碼形式。（2）小時寄存器的D7位為12小時制/24小時制的選擇位，當為1時選12小時制，當為0時選24小時制。當12小時制時，D5位為1是上午，D5位為0是下午，D4為小時的十位。當24小時制時，D5、D4位為小時

55、的十位。（3）秒寄存器中的CH位為時鐘暫停位，當為1時鐘暫停，為0時鐘開始啟動。（4）寫保護寄存器中的WP為寫保護位，當WP=1，寫保護，當WP=0未寫保護，當對日歷、時鐘寄存器或片內(nèi)RAM進行寫時WP應(yīng)清零，當對日歷、時鐘寄存器或片內(nèi)RAM進行讀時WP一般置1。（5）慢充電寄存器的TCS位為控制慢充電的選擇，當它為1010才能使慢充電工作。DS為二極管選擇位。DS為01選擇一個二極管，DS為10選擇二個二極管，DS為11或00充

56、電器被禁止，與TCS無關(guān)。RS用于選擇連接在VCC2與VCC1之間的電阻，RS為00，充電器被禁止，與TCS無關(guān)，電阻選擇情況見表.,3.片內(nèi)RAMDS1302片內(nèi)有31個RAM單元，對片內(nèi)RAM的操作有兩種方式：單字節(jié)方式和多字節(jié)方式。當控制命令字為C0H~FDH時為單字節(jié)讀寫方式，命令字中的D5~D1用于選擇對應(yīng)的RAM單元，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。當控制命令字為FEH、FFH時為多字節(jié)操作（表9.5中的RAM突發(fā)模式），

57、多字節(jié)操作可一次把所有的RAM單元內(nèi)容進行讀寫。FEH為寫操作，F(xiàn)FH為讀操作。,DS1302通過RST引腳驅(qū)動輸入輸出過程，當置RST高電平啟動輸入輸出過程，在SCLK時鐘的控制下，首先把控制命令字寫入DS1302的控制寄存器，其次根據(jù)寫入的控制命令字，依次讀寫內(nèi)部寄存器或片內(nèi)RAM單元的數(shù)據(jù)，對于日歷、時鐘寄存器，根據(jù)控制命令字，一次可以讀寫一個日歷、時鐘寄存器，也可以一次讀寫8個字節(jié)，對所有的日歷、時鐘寄存器（表9.5中的時鐘突發(fā)

58、模式），寫的控制命令字為0BEH，讀的控制命令字為0BFH；對于片內(nèi)RAM單元，根據(jù)控制命令字，一次可讀寫一個字節(jié)，一次也可讀寫31個字節(jié)。當數(shù)據(jù)讀寫完后，RST變?yōu)榈碗娖浇Y(jié)束輸入輸出過程。無論是命令字還是數(shù)據(jù)，一個字節(jié)傳送時都是低位在前，高位在后，每一位的讀寫發(fā)生在時鐘的上升沿。,4．DS1302的輸入輸出過程,四、DS1302與單片機的接口,DS1302與單片機的連接僅需要3條線：時鐘線SCLK、數(shù)據(jù)線I/O和復位線 RST。連接圖