第二章 主要硬件选择与功能介绍
小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为1时表示选择12小时模式，当为0时表示选择24小时模式。在12小时模式时，位4是时十位，位5是用于表示当前是AM还是PM，当为0时表示AM，当为1时表示PM。在24小时模式时，位4和位5是时十位。
秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为0时，时钟开始运行。控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。
（2）DS1302有关 RAM 的地址
DS1302中附加31字节静态RAM的地址如表2-2所示。
表2-2 DS1302中附加31字节静态 RAM 的地址
读地址
C1H C3H CH5 . . . FDH 写地址 C0H C2H C4H . . . FCH
数据范围 00-FFH 00-FFH 00-FFH . . .
00-FFH
（3）DS1302的工作模式寄存器
突发模式寄存器如表2-3所示，所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。
表2-3 DS1302的工作模式寄存器
工作模式寄存器
读寄存写寄存器 器
BEH FEH
时钟突发模式寄存
CLOCK BURST BFH
器
RAM突发模式寄存
RAM BURST FFH
器
2.5.2 读写时序说明
DS1302的控制字如表2-4所示，DS1302是SPI总线驱动方式。它不
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仅需要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。要想与DS1302进行通信，首先要了解DS1302的控制字。
表2-4 控制字（即地址及命令字节）
7 1
6 5 RAM
CW
4 3 2 1
0 RD
A4 A3 A2 A1 A0 WR 控制字的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到DS1302中。如果位6为0，表示存取日历时钟数据，为1则表示存取RAM数据；位5至位1（A4～A0）为指示操作单元的地址；如果位0（最低有效位）为0，表示要进行写操作，为1则表示进行读操作。
控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）到最高位。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿时，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。 2.5.3 电路连线图
电路连线图如图2-5所示，DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：CE引脚、SCLK 串行时钟引脚、I/O串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。
图2-5 电路连线图
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第二章 主要硬件选择与功能介绍
2.6. I2C储存芯片介绍
24C02是一种串行E2PROM，是基于I2C-BUS 的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制领域中得到大量的应用。外观引脚图如图2-6所示。
图2-6 24C02引脚图
2.6.2 I2C总线协议
只有在总线空闲时才允许启动数据传送，在数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变，此时数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。24C02的器件地址位如表2-5所示。
（1）起始信号：时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为总线的起始信号。
（2）停止信号：时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为总线的停止信号。
表2-5 从器件地址位
24C02 1 0 1 0 A2 A1 A0
R/W
2.7 74LS138译码芯片
74LS138引脚如图2-7所示，其引脚功能如下： A、B、C：译码地址输入端； E1：选通端；
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E2、E3：选通端（低电平有效）； Y0～Y7：译码输出端（低电平有效）。
图2-7 74LS138引脚图
当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（E2)和(E3）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。其真值表如表2-6所示。
表2-6 74LS138真值表 输入
译码地址输入输出
使能端
端
E2+EE1 C B A Y0 Y1 Y2 Y3
3 X H X X X H H H H L X X X X H H H H H L L L L L H H H H L L L H H L H H H L L H L H H L H H L L H H H H H L H L H L L H H H H H L H L H H H H H H L H H L H H H H H L H H H H H H H Y4 Y5 Y6 Y7 H
H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L H H H H H H H H H H L 10
第三章 硬件设计
第3章 硬件设计
3.1单片机端口分配
端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
功 能
RXD（串行口输入端） TXD（串行口输出端） 外部中断0请求输入端，低电平有效 外部中断1请求输入端，低电平有效 T0(定时器/计数器0计数脉冲输入端) T1(定时器/计数器1计数脉冲输入端) 外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效 外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效
在本文设计的系统中，AT89S51单片机的端口做了如下分配：①P0.0—P0.7作为段选码输出口；②P1.0—P1.3作为键盘控制输入口；③P1.4作为温度采集口；④P1.5—P1.7作为实时时钟控制口；⑤P2.0—P2.4作为位选码输出口；⑥P2.5—P2.6作为I2C总线接口；⑦P2.7作为闹铃输出控制口；⑧其他接口留待升级使用。
3.1.2 AT89S51单片机最小系统外围电路
（1）单片机时钟电路
时钟电路MCS-51片内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。采用内部方式产生时，在C1和C2引脚上接石英晶体和微调电容可以构成振荡器， 振荡频率的选择范围为1.2MHz～12MHz。在使用外部时钟时，XTAL1用来输入外部时钟信号，此时XTAL2悬空。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率，一般多在1.2MHz～12MHz之间选取。C1、C2是反馈电容，其值在5pF～30pF之间选取，典型值为30pF。本电路选用的电容为30pF，晶振频率为12MHz。这样就确定了单片机的3个周期分别是：
振荡周期＝1/12； 机器周期（SM）＝
2fosc=2/12MHz；
指令周期＝(1～4)机器周期；
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