計(jì)算機(jī)硬件綜合設(shè)計(jì)——實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師： 工作單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院題目：實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示例程設(shè)計(jì)初始條件：1. 課程設(shè)計(jì)使用ZG211硬件綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（8051單片機(jī)），配有課程設(shè)計(jì)接口芯片和輔助芯片以及器件；2. ZG211有程序設(shè)計(jì)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言為C語(yǔ)言；3. ZG211硬件綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用說(shuō)明書(shū)；要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)具體要求）1. 學(xué)習(xí)使用ZG211硬件綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，程序設(shè)計(jì)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；2. 根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目，進(jìn)行需求分析，搞清楚課程設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)需求和需要解決的設(shè)計(jì)內(nèi)容。3. 查閱和學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)題目需要的接口芯片資料，掌握接

2、口芯片的使用方法和編程要領(lǐng)。查閱和學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)題目需要的輔助芯片以及器件資料。4. 設(shè)計(jì)接口芯片和輔助芯片以及器件與8051單片機(jī)連接硬件電路原理圖。5. 設(shè)計(jì)與硬件電路原理圖對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言程序（或8051匯編語(yǔ)言）。給出程序流程圖。在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中調(diào)試程序。給出程序的詳細(xì)注釋。能夠解釋使用程序模擬電路時(shí)序信號(hào)和數(shù)據(jù)。6. 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，1）詳細(xì)陳述以上的設(shè)計(jì)過(guò)程；2）詳細(xì)陳述電路的調(diào)試過(guò)程。時(shí)間安排：第18周：1. 熟悉ZG211硬件綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，KEILC UVISION2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；查閱接口芯片資料， 熟悉接口芯片和它的使用方法。2. 設(shè)計(jì)硬件電路原理圖，。第19周：1. 使用C語(yǔ)

3、言或匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)和調(diào)試接口程序。2. 撰寫(xiě)計(jì)算機(jī)硬件綜合設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名:實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示例程設(shè)計(jì)目錄：1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?42 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 42.1 硬件環(huán)境 42.2 實(shí)驗(yàn)板模塊 93 實(shí)驗(yàn)要求 104 實(shí)驗(yàn)原理 114.1 PCF8563芯片114.2 I2C 協(xié)議 1 45 實(shí)驗(yàn)步驟 205.1 硬件連接 205.2 軟件設(shè)計(jì) 206 實(shí)驗(yàn)成功標(biāo)志 217 程序說(shuō)明 218 操作過(guò)程說(shuō)明 229 心得體會(huì) 221實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握10 口操作；2. 掌握顯示及鍵盤(pán)芯片的運(yùn)用；3了解中斷的運(yùn)用；4了解I2C總線操作。2實(shí)驗(yàn)設(shè)備2.1硬件環(huán)境1. PC機(jī)一臺(tái)；

4、ZG-211單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板一塊；實(shí)驗(yàn)連接線若干2. 芯片CH451芯片CH451是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤(pán)掃描控制以及卩 P監(jiān)控的多功能外圍芯 片。CH451內(nèi)置RC振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED具有BCD譯碼、 閃爍、移位等功能；同時(shí)還可以進(jìn)行64鍵的鍵盤(pán)掃描；CH451通過(guò)可以級(jí)聯(lián)的串行接口 與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)；并且提供上電復(fù)位和看門(mén)狗等監(jiān)控功能。(1) 顯示驅(qū)動(dòng)1. 內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于 30mA字電流不小于160mA2. 動(dòng)態(tài)顯示掃描控制，直接驅(qū)動(dòng) 8位數(shù)碼管或者64位發(fā)光管LED3. 可選數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對(duì)應(yīng)的不譯碼方式或者BCD譯碼方式。4.

5、 字?jǐn)?shù)據(jù)左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)5. 各數(shù)字獨(dú)立閃爍控制。6. 通過(guò)占空比設(shè)定提供 16 級(jí)亮度控制。7. 支持段電流上限調(diào)整，可以省去所有限流電阻。8. 掃描極限控制，支持 1 到 8 個(gè)數(shù)碼管，只為有效數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。(2) 鍵盤(pán)控制1. 內(nèi)置64鍵鍵盤(pán)控制器，基于8X 8矩陣鍵盤(pán)掃描。2. 內(nèi)置去抖動(dòng)電路。3. 鍵盤(pán)中斷，低電平有效輸出。4. 提供按鍵釋放標(biāo)志位。(3) 外部接口1. 高速的 4 線串行接口，支持芯片級(jí)聯(lián)，時(shí)鐘速度從 0 到 10MHz。2. 串行接口中的DIN和DCLK信號(hào)線可以與其它接口電路共用。3. 完全內(nèi)置 RC 阻容振蕩電路，根據(jù)需要可以外接阻容振蕩。4.

6、 內(nèi)置上電復(fù)位和看門(mén)狗Watch-Dog,提供高電平有效和低電平有效復(fù)位輸出(4) 其它雜項(xiàng)1. 可選多種封裝： DIP28、SOP28、DIP24S。2. 經(jīng)過(guò)授權(quán)采用了 2 項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，低成本，簡(jiǎn)便易用。89S52芯片( 1 )主要性能1. 與MCS-5單片機(jī)產(chǎn)品兼容2. 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器3. 1000次擦寫(xiě)周期4. 全靜態(tài)操作：0Hz33Hz5. 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器6. 32個(gè)可編程I/O 口線7. 三個(gè)16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器8. 八個(gè)中斷源9. 全雙工UAR串行通道10. 低功耗空閑和掉電模式11. 掉電后中斷可喚醒12. 看門(mén)狗定時(shí)器13. 雙數(shù)據(jù)指針14. 掉電

7、標(biāo)識(shí)符(2) 功能特性描述AT89S5是一種低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ) 器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全 兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有 靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S5為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈 活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM 32位I/O 口線，看狗定時(shí) 器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串

8、行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作支持2種軟件可選擇節(jié)電 模式?？臻e模式下，CPU?止工作，允許RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉 電保護(hù)方式下，RA內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。CD4052芯片(1) 簡(jiǎn)要說(shuō)明 ：CC4052 是一個(gè)差分 4 通道數(shù)字控制模擬開(kāi)關(guān)，有 A0、 A1 兩個(gè)二進(jìn)制控制輸入端和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為 4.520V的數(shù)字信號(hào)可 控制峰峰值至20V的模擬信號(hào)。例如，若VDD = + 5V，VSS= 0, VEE = 13.5V,則0 5V的數(shù)字

9、信號(hào)可控制13.54.5V的模擬信號(hào)。這些開(kāi)關(guān)電路在整個(gè)VDD VSS和VDD VEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)無(wú)關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時(shí)，所有的通道截止。二位二進(jìn)制信號(hào)選通 4通道中的一通道，可連接該輸入端至輸 出。CC4052提供了 16引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑 料雙列直插(P)和陶瓷片狀載體(C) 4種封裝形式。(2) 推薦工作條件 ：電源電壓范圍3V15V輸入電壓范圍0VVdd(3) 工作溫度范圍M 類(lèi)55T 125CE 類(lèi)40r 85C(4) 極限值：電源電壓一0.5V18V輸入電壓 0.5VVdd+0.5V輸入電流 . 10

10、mA儲(chǔ)存溫度 65r150r(5) 引出端符號(hào) ：A0A1 地址端1I0/O01I3/O3 輸入輸出端2I0/O02I3/O3 輸入輸出端INH 禁止端1O/I 公共輸出 /輸入端2O/I 公共輸出 /輸入端VDD 正電源VEE 模擬信號(hào)地Vss 數(shù)字信號(hào)地(6) 邏輯符號(hào)：INHEN4A】g0 MUX/DXH/O ig込Qi2120220/1PCF8563(1) .概述PCF8563是低功耗的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè) 中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線接口串行傳遞。最大總線速度為 400Kbits/s，每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自

11、動(dòng)產(chǎn)生增量。(2) .特性1. 低工作電流：典型值為0.25卩A (VDD=3.0V Tamb=253時(shí))。2. 世紀(jì)標(biāo)志3. 大工作電壓范圍：1.05.54. 低休眠電流；典型值為0.25卩A(VDD=3.0V,Tamb=2S )5. 400KHz 的 I2C 總線接口( VDD=1.45.5V 時(shí))。6. 可編程時(shí)鐘輸出頻率為：32.768KHZ, 1024Hz, 32Hz, 1Hz。7. 報(bào)警和定時(shí)器。8. 掉電檢測(cè)器。9. 內(nèi)部集成的振蕩器電容。10. 片內(nèi)電源復(fù)位功能。11. I2C總線從地址：讀，0A3H寫(xiě)，0A2H12. 開(kāi)漏中斷引腳。（3）.應(yīng)用1. 移動(dòng)電話2. 便攜儀器3.

12、 傳真機(jī)4. 電池電源產(chǎn)品（4）.功能描述PCF8563有16個(gè)8位寄存器：一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置32.768KHZ的 振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容），一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC提供源時(shí)鐘），一 個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)報(bào)警器，一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè) 400KHz I2C總線接 口。所有16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩個(gè)寄 存器（內(nèi)存地址00H, 01H）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址 02HH 08H用于時(shí)鐘 計(jì)數(shù)器（秒年計(jì)數(shù)器），地址09H- 0CH用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件），地址0DH控制 CLKOUT管腳的輸出頻

13、率，地址0EH和0FH分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。 秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器，編碼格式為BCD星期和星期報(bào)警寄存器不以BCD格式編碼。當(dāng)一個(gè)RTC寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容 被鎖存，因此，在傳送條件下，可以禁止對(duì)時(shí)鐘/日歷芯片的錯(cuò)讀。3. 配套并口編程線一根4. 配套電源一個(gè)2.2實(shí)驗(yàn)板模塊超聲波攻膛模塊iiA度測(cè)試模決LLPROM 讀寫(xiě)模塊3實(shí)驗(yàn)要求1. 能正常操作LED數(shù)碼顯示2. 能通過(guò)中斷方式接收按鍵信息3. 能通過(guò)I2C總線方式與PCF8563芯片交換數(shù)據(jù)4. 能正確解釋并顯示從PCF8563芯片取出的日期和時(shí)間數(shù)據(jù)4實(shí)驗(yàn)原理4.1

14、 PCF8563 芯片在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，一般都由專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘芯片來(lái)提供，單片機(jī)只需要定期讀取時(shí)鐘芯片中固定地址中的時(shí)鐘信息即可。本實(shí)驗(yàn)板采用的是PCF8563時(shí)鐘芯片PCF8563芯片的引腳說(shuō)明符號(hào)管引腳描述OSCI1振蕩器輸入OSCO2振蕩器輸出/INT3中斷輸出（開(kāi)漏；低電平有效）VSS4地SDA5串行數(shù)據(jù)I/OSCL6串行時(shí)鐘輸入CLKOUT7時(shí)鐘輸出（開(kāi)漏）VDD8正電源PCF8563原理圖D3VDDX232J68KHzU108563Ip_-C2622234C1V+C2SCASCLGSDA8765JU 8563該芯片有16個(gè)8位寄存器:一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器,一個(gè)內(nèi)置

15、32.768KHZ的振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容），一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC提供源時(shí)鐘），個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器,一個(gè)報(bào)警器和一個(gè)掉電檢測(cè)器。所有16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩個(gè)寄存器（內(nèi)存地址OOH, 01H）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址 02H08H用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（秒年計(jì)數(shù)器），地 址09HOCH用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件），地址 ODH控制CLKOUT管腳的輸出頻率， 地址0EH和0FH分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。PCF8563芯片在第一次運(yùn)行時(shí)需要設(shè)置控制寄存器和狀態(tài)寄存器。PCF8563控制/狀態(tài)寄存器描述地址

16、位BIT符號(hào)描述007TEST1TEST1=0普通模式TEST1=1;EXT_CL!測(cè)試模式5STOPSTOP=0芯片時(shí)鐘運(yùn)行STOP=1 ;所有芯片分頻器異步置邏輯0;芯片時(shí)鐘停止運(yùn)行，（CLKOUT在32.768KHZ 時(shí)可用）3TESTCTESTCE;電源復(fù)位功能失效（普通模式時(shí)置邏輯0）TESTC=1電源復(fù)位功能有效6、4、2、1、00缺省值置邏輯0010TIETI/TP=0:當(dāng)TF有效時(shí)INT有效（取決于TIE的狀態(tài)）TI/TP=1:INT 脈沖有效（取決于TIE的狀態(tài)）注意：若AF和AIE都有效時(shí)，則INT 一直有效1AIE2TF當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，AF被置邏輯1;在定時(shí)器倒計(jì)數(shù) 結(jié)束時(shí)

17、，TF被置邏輯1，它們?cè)诒卉浖貙?xiě)前一直保持原 有值，若定時(shí)器和報(bào)警中斷都請(qǐng)求時(shí)，中斷源由 AF和 TF決定，若要使清除一個(gè)標(biāo)志位而防止另一標(biāo)志位被重 寫(xiě)，應(yīng)運(yùn)用邏輯指令A(yù)ND3AF4TI/TFTI/TP=0:當(dāng)TF有效時(shí)INT有效（取決于TIE的狀態(tài)）TI/TP=1:INT 脈沖有效（取決于TIE的狀態(tài)）注意：若AF和AIE都有效時(shí)，則INT 一直有效5、6、70缺省值置邏輯0在PCF8563芯片中，秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年編碼格式為 BCD星期不以BCD格 式編碼。PCF8563寄存器位描述地址說(shuō)明BIT符號(hào)描述02H秒NL寄存器7VLVL=O:保證準(zhǔn)確的時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)VL=1:不保證準(zhǔn)

18、確的時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)60秒代表BCD格式的當(dāng)前秒數(shù)值，值為0099例如： 秒 =, 代表59秒03H分鐘寄存器7一無(wú)效60分鐘代表BCD格式的當(dāng)前分鐘數(shù)值，值為00 5904H小時(shí)寄存器76一無(wú)效50小時(shí)代表BCD格式的當(dāng)前小時(shí)數(shù)值，值為00 2305H日寄存器76一無(wú)效50日代表BCD格式的當(dāng)前日數(shù)值，值為 0131。當(dāng)年計(jì)數(shù)器的值是閏年時(shí)， PCF8563自動(dòng)給二月增加一個(gè)值，使其 成為29天06H星期寄存器73一無(wú)效20星期代表當(dāng)前星期數(shù)值06,這些位也可由 用戶(hù)重新分配07H月寄存器7C世紀(jì)位；C=0指定世紀(jì)數(shù)為20XX，C=1 指定世紀(jì)數(shù)為19xx,“xx” 為年 寄存器中的值。當(dāng)年寄

19、存器中的值由99 變?yōu)?0時(shí)，世紀(jì)位會(huì)改變。65一無(wú)用08H年寄存器70年代表BCD格式的當(dāng)前年數(shù)值,值為0099實(shí)驗(yàn)只使用PCF8563的時(shí)間讀取功能，只需對(duì)該芯片地址 02H-08H的內(nèi)存進(jìn)行讀寫(xiě) 操作，其它地址的內(nèi)存保持為默認(rèn)值。4.2 I2C協(xié)議I2C總線用兩條線（SDA和SCL在芯片和模塊間傳遞信息。SDA為串行數(shù)據(jù)線，SCL 為串行時(shí)鐘線。1 只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送。2 在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)不允許。有跳變 時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào)。起始信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作

20、為I2C總線的起始信號(hào)。停止信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為I2C總線的停止信號(hào)。SDAOOTSCLSD*IN喀U ST*HD DAT Md-st*總線時(shí)序STOP coNDmcmSTAHT CONDITION寫(xiě)周期時(shí)序STWBTTSTOP CUT起始/停止時(shí)序器件尋址:主器件通過(guò)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程，然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址。8位從器件地址的高4位固定為1010。接下來(lái)的3位A2 A1 A0為器件的地址位，用來(lái)定 義哪個(gè)器件以及器件的哪個(gè)部分被主器件訪問(wèn)。從器件 8位地址的最低位， 作為讀寫(xiě)控 制位?！?”表示對(duì)從器件進(jìn)行讀操作，“ 0”表示對(duì)從器件進(jìn)

21、行寫(xiě)操作。在主器件發(fā)送 起始信號(hào)和從器件地址字節(jié)后，PCF8563監(jiān)視總線并當(dāng)其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)響應(yīng) 一個(gè)應(yīng)答信號(hào)（通過(guò)SDA線）。PCF8563再根據(jù)讀寫(xiě)控制位（R/W的狀態(tài)進(jìn)行讀或?qū)懖?作。應(yīng)答信號(hào):I2C總線數(shù)據(jù)傳送時(shí)每成功地傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收器都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào),應(yīng)答的器件在第9個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)將SDA線拉低，表示其已收到一個(gè)8位數(shù)據(jù)。PCF8563在接收到起始信號(hào)和從器件地址之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，如果器件已選擇了寫(xiě)操作，則在每接收一個(gè)8位字節(jié)之后響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。號(hào),當(dāng)PCF8563工作于讀模式時(shí)，在發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)后釋放SDA線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào), 一旦接收到應(yīng)答信號(hào)

22、，PCF8563繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，器件停止傳 送數(shù)據(jù)并，等待一個(gè)停止信號(hào)主器件。noSEXFAOM masterDATA OUTPUT FROM ECEVERDATAFOOMTRAN7W1-ACKFQOWLEDGE應(yīng)答時(shí)序圖10 !10A2A1A0R/W從器件地址位其中AO、A1和A2對(duì)應(yīng)24C02勺管腳1、2和3, PCF856的從地址讀操作時(shí)為0A3H寫(xiě) 操作時(shí)為0A2H寫(xiě)操作：1.字節(jié)寫(xiě)在字節(jié)寫(xiě)模式下,主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息（R/W位置零）給從器件,在 從器件產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)后,主器件發(fā)送PCF8563的字節(jié)地址,主器件在收到從器件的另一個(gè) 應(yīng)答信號(hào)后，再發(fā)

23、送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元。PCF8563再次應(yīng)答，并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫(xiě)，在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中 PCF8563不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求。TBUSACTTVTTY： * SLAVEBYTEMASTER J ADDRESSADDRESSDATAI 舟- 一 士= * _斗SDAUNE T| I I r T I I 1 T 1 1 T 1 I T 7 1廠I I I i l 丄 1_ 丄 1 I. 丄_111.丄丄 _J_AACCKKSTOPFTACK字節(jié)寫(xiě)時(shí)序圖2頁(yè)寫(xiě)用頁(yè)寫(xiě)，PCF8563可以一次寫(xiě)入16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，頁(yè)寫(xiě)操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫(xiě)一樣， 不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生

24、停止信號(hào)。主器件被允許發(fā)送P( PCF8563 P=15;)個(gè)額外的字節(jié)。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后 PCF8563產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位并將字節(jié)地址低位加1, 高位保持不變。如果在發(fā)送停止信號(hào)之前主器件發(fā)送超過(guò) P+1個(gè)字節(jié)，地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，先前 寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被覆蓋。接收到P+1字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號(hào)后，芯片啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期將數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù) 據(jù)區(qū)，所有接收的數(shù)據(jù)在一個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入 PCF8563BTTtADDHESS阿DATA neusAC-rruiTY-MASTEPStJALINEDATA nUUACKACK頁(yè)寫(xiě)時(shí)序圖應(yīng)答查詢(xún)：可以利用內(nèi)部寫(xiě)周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性，一旦主器件發(fā)送停止位指示主器

25、件操 作結(jié)束時(shí)，PCF8563啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期,應(yīng)答查詢(xún)立即啟動(dòng)，包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行 寫(xiě)操作的從器件地址。如果PCF8563正在進(jìn)行內(nèi)部寫(xiě)操作，不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。如果 PCF856已經(jīng)完成了內(nèi)部自寫(xiě)周期，將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，主器件可以繼續(xù)進(jìn)行下一次讀 寫(xiě)操作。寫(xiě)保護(hù)：寫(xiě)保護(hù)操作特性可使用戶(hù)避免由于不當(dāng)操作而造成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫(xiě)，當(dāng)WP管腳接高時(shí)整個(gè)寄存器區(qū)全部被保護(hù)起來(lái)而變?yōu)橹豢勺x取。讀操作：PCF856讀操作的初始化方式和寫(xiě)操作時(shí)一樣，僅把(R/W 位置為1,有三種不同的 讀操作方式：立即地址讀、選擇讀和連續(xù)讀。立即地址讀：PCF8563的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加

26、1。也就是說(shuō)，如果上次讀/寫(xiě)的操作地址為N,則立即讀的地址從地址N+1開(kāi)始。如果N=E(這里對(duì)24C02,E=255;對(duì)PCF8563E=16）,則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到0且繼續(xù)輸出數(shù)。PCF8563接收到從器件地址信號(hào)后（R/W位 置1），它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè) 8位字節(jié)數(shù)據(jù)。主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng) 答信號(hào)，但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。BUS ACTTV1TY： A SLAVEMASTfA : ADORESS sdal*e FTI. n i: I I ITASTOPSGLBTHBrrQATAQUTNOCKC立即地址讀時(shí)序圖選擇性讀：操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作，主器件首先通過(guò)發(fā)送

27、起始信號(hào)、從器件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個(gè)偽寫(xiě)操作。在PCF8563應(yīng)答之后，主器件BYTE ADDRESS阿5L*VE AOORESSSTOP重新發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址，此時(shí) R/W位置1，PCF8563響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后 輸出所要求的一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。0USACTMT:昌 SLAVEMASTER 5 ADWESST - LJ：冋sdaline ETLTLdLEACKCATAn選擇讀時(shí)序圖連續(xù)讀:連續(xù)讀操作可通過(guò)立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng)。在PCF8563發(fā)送完一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng)，告知 PCF8563主器

28、件要求更多的數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào)PCF8563將發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而發(fā)送停 止位時(shí)結(jié)束此操作。從PCF8563輸出的數(shù)據(jù)按順序由N到N+1輸出。讀操作時(shí)地址計(jì)數(shù)器 在PCF8563整個(gè)地址內(nèi)增加，這樣整個(gè)寄存器區(qū)域在可在一個(gè)讀操作內(nèi)全部讀出。當(dāng)讀取 的字節(jié)超過(guò)E （對(duì)于PCF8563 E=16;對(duì)24C02, E=255）計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù) 據(jù)字節(jié)。SUSACTtVlTYMASTEASDA LINEATAn*2SUWCADDRESSOATArttMTAn+1u ACKDATAnM g1 I 8 i III LJNOAc連續(xù)讀時(shí)序圖5實(shí)驗(yàn)步驟5.1

29、硬件連接將并口線插在實(shí)驗(yàn)板與PC機(jī)的并口插座上;按圖連接實(shí)驗(yàn)線路：CH451與CPU連接實(shí)驗(yàn)線路:J5_89S52P34P15P330J32_CH451LOADDCLKDIN5.2 軟件設(shè)計(jì)進(jìn)入 KEILC 開(kāi)發(fā)環(huán)境編寫(xiě)程序。首先根據(jù) 2.3.5 節(jié) I2C 協(xié)議 內(nèi)容，編寫(xiě) I2C 函數(shù)。 在編寫(xiě) I2C 函數(shù)時(shí)，應(yīng)注意代碼的可重用性，方便其它函數(shù)調(diào)用。例如：編寫(xiě)起始信號(hào)函 數(shù)時(shí)，可以將它獨(dú)立出來(lái)，VOID BEGIN()程序代碼PCF8563的I2C接口最大頻率是400KHZ在程序中對(duì)一個(gè)10 口操作完后，需要延時(shí)2.5毫秒(本實(shí)驗(yàn)板CPU晶振為11.0592MHZ一個(gè)指令周期為1.08毫

30、秒)。寫(xiě)好I2C讀寫(xiě)函 數(shù)后，可對(duì)PCF8563進(jìn)行操作。先將CD4052的通道選為0,這樣CPU與PCF8563物理聯(lián)接 起來(lái)了。第一次操作需要對(duì)PCF8563進(jìn)行初始化設(shè)置。先將0X00分別寫(xiě)入PCF8563中地 址為0X0,0X01的寄存器中，接著將要設(shè)置的時(shí)間按：年、月、星期、日、小時(shí)、分、秒的 順序，以BC碼格式寫(xiě)入地址為0X08-0X02的寄存器中，具體見(jiàn)表2-8、表2-9。在將時(shí)間 按：年、月、星期、日、小時(shí)、分、秒讀出后，按“ XX-XX-XX格式分兩屏顯示出來(lái)，顯 示接口的應(yīng)用見(jiàn)。6 實(shí)驗(yàn)成功標(biāo)志按下1 號(hào)按鍵，顯示測(cè)量得到的日期；按下 2 號(hào)按鍵，顯示測(cè)量得到的時(shí)間；7 程

31、序說(shuō)明1. send_disp_data向CH451芯片發(fā)送命令2. send_comm向CH451芯片發(fā)送命令3. disp_initialize 向 CH451 芯片發(fā)送初始化命令4. key 中斷函數(shù)，獲取當(dāng)前按鍵狀態(tài)5. Display_TEST 測(cè)試顯示 LED 數(shù)碼管6. InitMCU 初始化 MCU7. delay_1ms毫秒級(jí)延時(shí)8. chang_4052選擇 4052 的通道9. PCF8563Start向時(shí)鐘芯片發(fā)送開(kāi)始信號(hào)10. PCF8563Stop向時(shí)鐘芯片發(fā)送停止信號(hào)11. PCF8563Clock從總線接受一 BIT數(shù)據(jù)12. PCF8563Ack 向總線發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)接受完成信號(hào)13. PCF8563Nack檢查PCF8563芯片是否接受到一字節(jié)的數(shù)據(jù)14. PC