于冬晨毕业论文设计(3)

2018-12-15 17:44

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业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统提供高灵活,超有效的解决方案。

2.AT89C52具有以下标准功能:8K字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89C52可降至0KHZ静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机停止工作,直到一个中断或硬件复位为止。

3.AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含8个中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线。AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,可反复擦写的Flash存储器有效地降低开发成本。 2.2.1上电复位电路

设计中用的是上电复位,是指单片机只要一上电,便自动的进入复位状态。图2-2是上电复位电路。当采用的晶体频率为12MHZ时,可采取C=10uF,R=8。2KΩ。

图2-2 上电复位电路

2.3控制器时钟接口电路设计

为了给用户提供方便,本设计加入一种时间芯片,它可以为用户提供准确的时间及日期,具有良好的使用性质。

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本系统采用美国DALLAS半导体公司最新推出的时钟芯片DS12887,该芯片采用CMOS 技术,把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部,并与MC146818管脚完全兼容。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点,完全能够满足设计需要。 2.3.1 DS12887时钟芯片简介

美国达拉斯半导体公司(Dallas)最新推出DS12887的串行接口实时时钟芯片,采用CMOS 技术制成,具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池,同时它与目前IBMAT计算机常用的时钟芯片MC146818B 和DS1287 管脚兼容,可直接替换。它所提供的世纪字节在位置32h,世纪寄存器32h到2000 年1月1日从19递增到20。采用DS12887 芯片设计的时钟电路不需任何外围电路和器件,并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点,可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统。美国Dallas公司推出两款数字时钟芯片DS12887/DS12C887,两款时钟芯片都将在1999年12月31日23时59分59秒时顺利地跳到2000 年1月1日零时,并能实2000 年2月29 日的闰年提示,是时钟芯片DS1287 的增强型品种,结构上相当于MC146818B 的改进型。芯片都采用24引脚双列直插式封装,其引脚接口逻辑和内部操作方式与MC146818 基本一致,所不同的是DS12887/DS12C887 芯片的晶体振荡器、振荡电路、充电电路和可充电锂电池等一起封装在芯片的上方,组成一个加厚的集成电路模块,因此,DS12887/ DS12C887时钟芯片无需MC146818 的电源电位检测端( PS),电路通电时其充电电路便自动对可充电电池充电,充足一次电可供芯片时钟运行半年之久,正常工作时可保证时钟数据十年内不会丢失。此外,片内通用的RAM 为MC146818 的两倍以上。DS12887/DS12C887 内部有专门的接口电路,从而使得外部电路的时序要求十分简单,使它与各种微处理器的接口大大简化,使用时无需外围电路元件,只要选择引脚MOT 电平,即可和不同计算机总线连接。

主要技术特点

1. DS12887/DS12C887 具有下列主要技术特点:

(1) 具有完备的时钟、闹钟及到2100年的日历功能,可选择12小时制或24小时制计时,有AM和PM、星期、夏令时间操作,闰年自动补偿等功能。

(2) 具有可编程选择的周期性中断方式和多频率输出的方波发生器功能。 (3) DS12887内部有14个时钟控制寄存器,包括10个时标寄存器,4个状态寄存器和114bit作掉电保护用的低功耗RAM。

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(4) 由于该芯片具有多种周期中断速率时钟中断功能,因此可以满足各种不同的待机要求,最长可达24小时,使用非常方便。

(5) 时标可选择二进制或BCD码表示。

(6) 工作电压:+ 4.5~5.5V、工作电流:7~15mA。 (7) 工作温度范围:0~70°C。 2. DS12887内部结构及管脚说明

DS12887/DS12C887为24引脚芯片,内部结构如图2-3所示。

图2-3 DS18B20内部框图

其中:MOT:计算机总线选择端;SQW:方波输出,速率和是否输出由专用寄存器A、B的预置参数决定;AD0~AD7:地址/数据(双向)总线,由AS的下降沿锁存8位地址;R/W:读/写数据;AS:地址锁存信号端;DS:数据读信号端;CS:选通信号端,低电平有效;IRQ:中断申请,由专用寄存器决定;RESET:复位端;NC:空引脚。

DS12887内部由振荡电路,分频电路,周期中断/方波选择电路,14字节时钟和控制单元,114字节用户非易失RAM,十进制/二进制计加器,总线接口电路,电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。DS12887管脚分配如图2-4所示。

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图2-4 管脚分配图

VCC:直流电源+ 5V 电压。当5V电压在正常范围内时,数据可读写;当VCC低于4.25V,读写被禁止,计时功能仍继续;当VCC下降到3V以下时,RAM和计时器供电被切换到内部锂电池。

MOT(模式选择):MOT 管脚接到VCC时,选择MOTOROLA时序,当接到GND 时,选择INTEL时序。

SQW(方波信号输出):SQW管脚能从实时时钟内部15级分频器的13个抽头中选择一个作为输出信号,其输出频率可通过对寄存器A编程改变。AD0 —AD7(双向地址/ 数据复用线):总线接口,可与MOTOROLA微机系列和INTEL微机系列接口。

AS (地址选通输入):用于实现信号分离,在AD/ ALE 的下降沿把地址锁入DS12887。

DS(数据选通或读输入):DS/ RD 管脚有两种操作模式,取决于MOT管脚的电平,当使用MOTORO2LA 时序时,DS是一正脉冲,出现在总线周期的后段,称为数据选通;在读周期,DS指示DS12887驱动双向总线的时刻;在写周期,DS的后沿使DS12887锁存写数据。选择INTEL时序时,DS称作(RD),RD与典型存储器的允许信号(OE) 的定义相同。

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R/W(读/ 写输入):R/ W 管脚也有两种操作模式。选MOTOROLA 时序时,R/W 是一电平信号,指示当前周期是读或写周期,DS为高电平时,R/ W高电平

指示读周期,R/W 信号是一低电平信号,称为WR。在此模式下,R/ W管脚与通用RAM 的写允许信号(WE) 的含义相同。CS(片选输入):在访问DS12887的总线周期内片选信号必须保持为低。IRQ(中断申请输入):低电平有效,可作微处理的中断输入。没有中断的条件满足时,IRQ处于高阻态。IRQ线是漏极开中输入,要求外接上接电阻。RESET(复位输出):当该脚保持低电平时间大于200ms,保证DS12887有效复位。

3. DS12887/ DS12C887 内部寄存器的功能

因DS12887 和DS12C887 结构功能上类似,现以DS12887 为例说明如下:CPU通过读DS12887的内部时标寄存器得到当前的时间和日历,也可通过选择二进制码或BCD码初始化芯片的10个时标寄存器。其114bit非易失性静态RAM 可供用户使用,对于没有RAM的单片机应用系统,可在主机掉电时来保存一些重要的数据。DS12887 的4个状态寄存器用来控制和指DS12887模块的当前工作状态,除数据更新周期外,程序可随时读写这4个寄存器,各寄存器的功能和作用如下。

寄存器A各位不受复位的影响,UIP 位为只读位,其它各位均可读写。寄存器的控制字的格式如下表2-1所列:

表2-1 DS12887 控制寄存器A 各布尔位定义:

UIP

DV2

DV1

DV0

RS3

RS2

RS1

RS0

(1) IP 位:更新周期标志位。该位为“1”时,表示芯片正处于或即将开始更新周期,此时程序不准读写时标寄存器;该位为“0”时,表示至少在244μs 后才开始更新周期,此时程序可读芯片内时标寄存器,该位是只读位。

(2)DV0、DV1、DV2:芯片内部振荡器RTC 控制位。当芯片解除复位状态,并将010写入DV0、DV1、DV2后,另一个更新周期将在500ms后开始。

因此,在程序初始化时可用这三位精确地使芯片在设定的时间开始工作。这与MC146818不同的是,DS12887固定使用32 768Hz 的内部晶体,所以,DV0 =“0”,DV1 =“1”,DV2 =“0”,即只有一种010的组合选择即可启动RTC。

BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0

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