計(jì)算機(jī)接口技術(shù)

1、沈陽(yáng)建筑大學(xué)沈陽(yáng)建筑大學(xué)信息與控制工程學(xué)院信息與控制工程學(xué)院 馬斌馬斌計(jì)算機(jī)接口技術(shù)計(jì)算機(jī)接口技術(shù) 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 目前目前 , ,常用的時(shí)鐘芯片分為并行接口和串行接口常用的時(shí)鐘芯片分為并行接口和串行接口兩大類兩大類. .并行時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)傳送速率較快并行時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)傳送速率較快, ,連線多連線多, ,不利不利于縮小產(chǎn)品體積于縮小產(chǎn)品體積 , ,且占用較多的且占用較多的CPUCPU端口資源端口資源. .串行時(shí)串行時(shí)鐘芯片只需占用鐘芯片只需占用CPUCPU的的2 23 3條條I/OI/O口線口線 , ,可大大減小產(chǎn)可大大減小產(chǎn)品體積。品體積。 主要有：主要有：DA

2、LLASDALLAS公司的公司的DS1302DS1302，DS1307,HOL TEKDS1307,HOL TEK公司的公司的HT1380HT1380和和S-35180AS-35180A。6.3 6.3 串行時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)串行時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3 6.3 串行時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)串行時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 6.3.4 6.3.4 串行時(shí)鐘芯片

3、串行時(shí)鐘芯片S-35180A S-35180A 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302 DS1302是是DALLASDALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘/ /日歷和日歷和3131字節(jié)靜態(tài)字節(jié)靜態(tài)RAM,RAM,通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。進(jìn)行通信。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘/ /日歷電路提供秒日歷電路提供秒, ,分分, ,時(shí)時(shí), ,日日, ,日期日期, ,月月, ,年的信息。年的信息。 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過

4、AM/PMAM/PM指指示決定采用示決定采用2424或或1212小時(shí)格式，小時(shí)格式，DS1302DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：RESRES復(fù)位、復(fù)位、/O /O 數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)線、SCLKSCLK串行時(shí)鐘。串行時(shí)鐘。 時(shí)鐘時(shí)鐘/RAM/RAM的讀的讀/ /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)3131個(gè)字節(jié)的字符組個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。方式通信。DS1302DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于率小于1mW1mW。6.3

5、.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302是由是由DS1202DS1202改進(jìn)而來，增加了以下的特性：雙電源改進(jìn)而來，增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)。管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)。Vcc1Vcc1為可編程涓流充電電源為可編程涓流充電電源 附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器。其主要的性能指標(biāo)如下：。其主要的性能指標(biāo)如下：6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 1.1.實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算秒分時(shí)日星期月年及閏年調(diào)整的能力。實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算

6、秒分時(shí)日星期月年及閏年調(diào)整的能力。2.312.31* *8 8位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAMRAM。3.3.串行串行I/OI/O口方式使得管腳數(shù)量最少，簡(jiǎn)單口方式使得管腳數(shù)量最少，簡(jiǎn)單3 3線接口。線接口。4.4.寬范圍工作電壓寬范圍工作電壓2.0-5.5V2.0-5.5V，5.5.工作電流工作電流: 2.0V: 2.0V時(shí)時(shí), ,小于小于300nA300nA6.6.讀讀/ /寫時(shí)鐘或?qū)憰r(shí)鐘或RAMRAM數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí), ,有單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送有單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送方式方式。7.87.8腳腳DIPDIP封裝或可選的封裝或可選的8 8腳腳SOICSOIC封裝封裝8.8.與與TTLTTL兼

7、容兼容Vcc=5VVcc=5V9.9.可選工業(yè)級(jí)溫度范圍可選工業(yè)級(jí)溫度范圍:-40:-40+85+85。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302的管腳排列及描述如下所示的管腳排列及描述如下所示：X1X1，X2 X2 32.768KHz32.768KHz晶振管腳晶振管腳 RST RST 復(fù)位腳復(fù)位腳 I/O I/O 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/ /輸出引腳輸出引腳SCLK SCLK 串行時(shí)鐘串行時(shí)鐘Vcc1,Vcc2Vcc1,Vcc2電源供電管腳電源供電管腳GND GND 地地6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 RSTRST輸入有兩

8、種功能：輸入有兩種功能：(1)RST(1)RST接通控制邏輯，允許地址接通控制邏輯，允許地址/ /命令命令序列送入移位寄存器序列送入移位寄存器;(2)RST;(2)RST提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)送手段。當(dāng)RSTRST為高電平時(shí)，允許對(duì)為高電平時(shí)，允許對(duì)DS1302DS1302進(jìn)行操作。進(jìn)行操作。 上電運(yùn)行時(shí)，在上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc2.5VVcc2.5V之前，之前，RSTRST必須保持低電平。只有必須保持低電平。只有在在SCLKSCLK為低電平時(shí)，才能將為低電平時(shí)，才能將RSTRST置為高電平。置為高電平。I/OI/O為串行數(shù)據(jù)輸入為串行數(shù)據(jù)輸入

9、輸出端（雙向）。輸出端（雙向）。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) CH: CH: 時(shí)鐘停止位時(shí)鐘停止位 寄存器的第寄存器的第7 7位位:12/24:12/24小時(shí)小時(shí)標(biāo)志標(biāo)志 CH=0 CH=0 振蕩器工作允許振蕩器工作允許 bit7=1,12 bit7=1,12 小時(shí)模式小時(shí)模式 CH=1 CH=1 振蕩器停止振蕩器停止 bit7=0,24 bit7=0,24 小時(shí)模式小時(shí)模式WP: WP: 寫保護(hù)位寫保護(hù)位 寄存器的第寄存器的第5 5位位:AM/PM :AM/PM 定義定義 WP=0 WP=0 寄存器數(shù)據(jù)能夠?qū)懭爰拇嫫鲾?shù)據(jù)能夠?qū)懭?AP=1 AP=1 下午模式下午模式 WP

10、=1 WP=1 寄存器數(shù)據(jù)不能寫入寄存器數(shù)據(jù)不能寫入 AP=0 AP=0 上午模式上午模式TCS: TCS: 涓流充電選擇涓流充電選擇 DS: DS: 二極管選擇位二極管選擇位 TCS=1010 TCS=1010 使能涓流充電使能涓流充電 DS=01 DS=01 選擇選擇一個(gè)二極管一個(gè)二極管 TCS=TCS=其它其它 禁止禁止涓流充電涓流充電 DS=10 DS=10 選擇兩個(gè)二極管選擇兩個(gè)二極管DS=00 DS=00 或或 11, 11, 即使即使TCS=1010, TCS=1010, 充電功能也被禁止充電功能也被禁止6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302

11、DS1302DS1302內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302的時(shí)鐘寄存器：的時(shí)鐘寄存器：6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302的時(shí)鐘寄存器：的時(shí)鐘寄存器：6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302的數(shù)據(jù)寄存器：的數(shù)據(jù)寄存器：6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 第第6 6章章 串行接

12、口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1302DS1302應(yīng)用電路原理圖應(yīng)用電路原理圖：6.3.1 6.3.1 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1302 DS1302 89C2051 GND VCCP1.0 P1.1P1.2 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) DS1307 DS1307是是I2CI2C總線接口的日歷時(shí)鐘芯片總線接口的日歷時(shí)鐘芯片, ,片內(nèi)有片內(nèi)有8 8個(gè)個(gè)特殊寄存器和特殊寄存器和56B56B的的SRAM,SRAM,是一種低功耗、是一種低功耗、BCDBCD碼的碼的8 8引引腳實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。腳實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 DS1307 DS1307 的主要技術(shù)性能如下的主要技術(shù)性能如下:

13、: 具有秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的計(jì)數(shù)功能具有秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的計(jì)數(shù)功能, , 并具有并具有1212小時(shí)制和小時(shí)制和2424小時(shí)制計(jì)數(shù)模式小時(shí)制計(jì)數(shù)模式, ,可自動(dòng)調(diào)整可自動(dòng)調(diào)整每月天數(shù)及閏年每月天數(shù)及閏年; ; 具有自動(dòng)掉電保護(hù)和上電復(fù)位功能具有自動(dòng)掉電保護(hù)和上電復(fù)位功能; ; 可輸出不同頻率的方波信號(hào)。可輸出不同頻率的方波信號(hào)。6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) (1) DS1307(1) DS1307的引腳排列圖如圖所示。的引腳排列圖如圖所示。6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行

14、時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 X1, X2: 321768 kHz X1, X2: 321768 kHz 的晶振輸入端的晶振輸入端; ; VBAT: +3V VBAT: +3V電池電源輸入電池電源輸入; ; VCC: +5V VCC: +5V電源電源; ; SQW/OUT: SQW/OUT: 方波信號(hào)輸出端。方波信號(hào)輸出端。 SCL: SCL: 時(shí)鐘線時(shí)鐘線; ; SDA: SDA: 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線; ; 第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) (2) DS1307 (2) DS1307 的特殊寄存器地址分配的特殊寄存器地址分配 DS1307DS1307內(nèi)部有內(nèi)部有8 8個(gè)特殊寄

15、存器即個(gè)特殊寄存器即00H00H07H07H單元單元, ,其其中中00H00H06H06H分別為秒年時(shí)間計(jì)數(shù)寄存器分別為秒年時(shí)間計(jì)數(shù)寄存器,07H ,07H 為控制為控制寄存器寄存器。6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 秒秒分分時(shí)時(shí)星期星期日日月月年年第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 控制寄存器控制寄存器07H07H單元用于控制產(chǎn)生不同頻率的方波信號(hào)。單元用于控制產(chǎn)生不同頻率的方波信號(hào)。6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 其中其中: OUT: OUT為控制位為控制位, SQWE, SQWE是使能位。

16、是使能位。 當(dāng)當(dāng)SQWE=0SQWE=0時(shí)時(shí), ,如果如果OUT=0,OUT=0,則則SQW/OUTSQW/OUT引腳輸出低電引腳輸出低電平平, ,如果如果OUT=1,OUT=1,則則SQW/OUTSQW/OUT引腳輸出為高電平。引腳輸出為高電平。 當(dāng)當(dāng)SQWE=1SQWE=1時(shí)時(shí), ,由由RS1,RS0RS1,RS0決定引腳決定引腳SQW/OUTSQW/OUT輸出不同輸出不同頻率的方波信號(hào)。頻率的方波信號(hào)。RS1,RS0RS1,RS0與輸出頻率的關(guān)系如下表所與輸出頻率的關(guān)系如下表所示。示。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) (3) DS1307 (3) DS1307 的工作時(shí)序

17、的工作時(shí)序 DS1307DS1307通過雙向數(shù)據(jù)線通過雙向數(shù)據(jù)線SDASDA和時(shí)鐘和時(shí)鐘SCLSCL與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換, ,其時(shí)序關(guān)系如圖所示。其時(shí)序關(guān)系如圖所示。6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 寫操作寫操作: : 把把SDASDA數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)按RAMRAM指定的首地址依次寫指定的首地址依次寫入入N N個(gè)字個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)節(jié)數(shù)據(jù), , 其格式為其格式為: :第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) (3) DS1307 (3) DS1307 的工作時(shí)序的工作時(shí)序6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS

18、1307 DS1307 讀操作讀操作: : 按按RAMRAM指定的首地址依次讀出指定的首地址依次讀出N N個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù), , 其其格式為格式為: :其中其中: S: S為起始信號(hào)為起始信號(hào), 1101000, 1101000為為DS1307DS1307的口地址的口地址, , A A應(yīng)答信號(hào)應(yīng)答信號(hào), , A Aa a非應(yīng)答信號(hào)非應(yīng)答信號(hào), P, P停止信號(hào)。停止信號(hào)。a a第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 該系統(tǒng)由該系統(tǒng)由89C5189C51單片機(jī)、時(shí)鐘芯片單

19、片機(jī)、時(shí)鐘芯片DS1307,RS485DS1307,RS485接口電路接口電路及顯示電路組成。主要原理框圖如圖所示。及顯示電路組成。主要原理框圖如圖所示。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 單片機(jī)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分： 利用利用89C5189C51的的P1.6,P1.7P1.6,P1.7來模擬來模擬I2CI2C總線的時(shí)鐘線總線的時(shí)鐘線(SCL)(SCL)和和數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線(SDA)(SDA)對(duì)時(shí)鐘芯片對(duì)時(shí)鐘芯片DS1307DS1307的時(shí)鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作的時(shí)鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操

20、作, , 并并把讀來的數(shù)據(jù)送數(shù)碼管顯示把讀來的數(shù)據(jù)送數(shù)碼管顯示。 利用利用P3.0,P3.1P3.0,P3.1實(shí)現(xiàn)串行輸入輸出實(shí)現(xiàn)串行輸入輸出, ,用用P1.5P1.5來控制來控制PC PC 輸出輸出數(shù)據(jù)對(duì)顯示時(shí)間的影響數(shù)據(jù)對(duì)顯示時(shí)間的影響, ,當(dāng)當(dāng)P1.5=1 P1.5=1 時(shí)才允許顯示傳送時(shí)才允許顯示傳送, ,利用利用89C5189C51的外部中斷的外部中斷INT0INT0對(duì)按鍵調(diào)整時(shí)間進(jìn)行中斷控制。對(duì)按鍵調(diào)整時(shí)間進(jìn)行中斷控制。 DS1307DS1307部分：部分： 通過通過DS1307DS1307的的SDA,SCL SDA,SCL 時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘芯片的00H00H06H06H單元的秒、單

21、元的秒、分、時(shí)、星期、日、月和年送到數(shù)碼管顯示。分、時(shí)、星期、日、月和年送到數(shù)碼管顯示。 DS1307DS1307的的寫地址寫地址為為11010000B, 11010000B, 讀地址讀地址為為11010001B11010001B。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 (1)89C51(1)89C51對(duì)對(duì)DS1307DS1307數(shù)據(jù)讀、寫操作數(shù)據(jù)讀、寫操作 該程序是整個(gè)時(shí)鐘電路的核心部分。利用單片機(jī)的該程序是整個(gè)時(shí)鐘電路的核心部分。利用單片機(jī)的P1.6, P1.6, P1

22、.7I/OP1.7I/O口口, ,根據(jù)根據(jù)DS1307DS1307的數(shù)據(jù)傳輸格式用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀的數(shù)據(jù)傳輸格式用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作寫操作; ; 下面給出對(duì)下面給出對(duì)DS1307DS1307進(jìn)行寫操作的部分參考子程序。進(jìn)行寫操作的部分參考子程序。發(fā)送起始位子程序發(fā)送起始位子程序SAT:SAT:STA:STA:SETBSETBP1.7;P1.7;SETB SETB P1.6;P1.6;CLR CLR P1.7;P1.7;CLR CLR P1.6;P1.6;RETRET發(fā)送停止位子程序發(fā)送停止位子程序STOP:STOP:STOP:STOP: CLR P1.7;CLR P1.7;SETB P1.

23、6;SETB P1.6;SETB P1.7;SETB P1.7;CLR P1.6;CLR P1.6;RETRET第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 (1)89C51(1)89C51對(duì)對(duì)DS1307DS1307數(shù)據(jù)讀、寫操作數(shù)據(jù)讀、寫操作發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)子程序發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)子程序WRBYT:WRBYT:WRBYT:MOVWRBYT:MOVR0,#08H;R0,#08H;WLP: WLP: RLCRLCA;A;JC JC WR1;WR1;WR0: WR0: CLR CLR

24、 P1.7;P1.7;SETB SETB P1.6 ;P1.6 ;CLR CLR P1.6 ;P1.6 ;AJMP AJMP WLP1WLP1WR1: WR1: SETB SETB P1.7P1.7SETB SETB P1.6P1.6CLR CLR P1.6P1.6CLR CLR P1.7P1.7WLP1:WLP1: DJNZ DJNZ R0,WLPR0,WLPRETRET發(fā)送應(yīng)答信號(hào)子程序發(fā)送應(yīng)答信號(hào)子程序MACK:MACK:MACK:MACK: CLRCLRP1.7;P1.7;SETB SETB P1.6 ;P1.6 ;CLR CLR P1.7 ;P1.7 ;SETB SETB P1.6

25、;P1.6 ;RETRET發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)子程序發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)子程序MNACK:MNACK:MNACK:SETB MNACK:SETB P1.7;P1.7;SETB SETB P1.6 ;P1.6 ;CLR CLR P1.7 ;P1.7 ;CLR CLR P1.6 ;P1.6 ;RETRET第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)鐘系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)6.3.2 6.3.2 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片DS1307 DS1307 (3) (3) 單鍵時(shí)間調(diào)整軟件功能單鍵時(shí)間調(diào)整軟件功能 為節(jié)省單片機(jī)資源用單鍵方式實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整為節(jié)省單片機(jī)資源用單鍵方式實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整, , 即

26、利用即利用89C5189C51的中斷的中斷0 0實(shí)現(xiàn)中斷。實(shí)現(xiàn)中斷。 當(dāng)有鍵按下時(shí)當(dāng)有鍵按下時(shí), ,首先由秒顯示閃爍首先由秒顯示閃爍, ,表示可以對(duì)秒進(jìn)行調(diào)表示可以對(duì)秒進(jìn)行調(diào)整整, , 閃爍一定時(shí)間閃爍一定時(shí)間( (如如5s),5s),在此時(shí)間內(nèi)如接收不到調(diào)整信號(hào)在此時(shí)間內(nèi)如接收不到調(diào)整信號(hào), , 則自動(dòng)閃爍下一位則自動(dòng)閃爍下一位, , 直至年調(diào)整為止。直至年調(diào)整為止。 利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1307DS1307和單片機(jī)和單片機(jī)89C5189C51設(shè)計(jì)了一個(gè)日歷設(shè)計(jì)了一個(gè)日歷時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng), , 該系統(tǒng)體積小該系統(tǒng)體積小, ,具有具有RS485RS485接口接口, ,通用性強(qiáng)、

27、調(diào)時(shí)方通用性強(qiáng)、調(diào)時(shí)方便。已在許多智能顯示屏中得到成功應(yīng)用便。已在許多智能顯示屏中得到成功應(yīng)用, , 也可用于實(shí)時(shí)測(cè)也可用于實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)控系統(tǒng)。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 HOLTEK HOLTEK公司研制的公司研制的HT1380HT1380是一種能夠提供年、月、日、是一種能夠提供年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息的串行計(jì)時(shí)器芯片時(shí)、分、秒等時(shí)間信息的串行計(jì)時(shí)器芯片, , 每月的天數(shù)及閏每月的天數(shù)及閏年信息可自動(dòng)修正年信息可自動(dòng)修正。 HT1380HT1380采用采用CMOSCMOS工藝工藝, ,功耗

28、低。該芯片可提供兩種工作模功耗低。該芯片可提供兩種工作模式式:12:12小時(shí)小時(shí)( (用用AM/PMAM/PM標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)) )和和2424小時(shí)。小時(shí)。主要特性主要特性: : 工作電壓工作電壓:2.0:2.05.5V ;5.5V ; 最大輸入串行時(shí)鐘最大輸入串行時(shí)鐘:VDD=2V:VDD=2V時(shí)時(shí),500kHz,500kHz,VDD=5VVDD=5V時(shí)時(shí),2MHz;,2MHz; 工作電流工作電流: VDD=2V: VDD=2V時(shí)小于時(shí)小于300nA,300nA,VDD=5VVDD=5V時(shí)小于時(shí)小于1A;1A; 與與TTLTTL電平兼容電平兼容(VDD=5V(VDD=5V時(shí)時(shí)) )； 串行串行I/O

29、I/O傳送命令和數(shù)據(jù)傳送命令和數(shù)據(jù); ; 兩種數(shù)據(jù)傳送模式兩種數(shù)據(jù)傳送模式: :單字節(jié)模式和多字模式單字節(jié)模式和多字模式; ; 以以BCD BCD 碼存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。碼存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 HT1380 HT1380采用雙列直插采用雙列直插8 8腳封裝腳封裝, ,引腳排列如圖所示引腳排列如圖所示, ,各引腳各引腳功能參見表。功能參見表。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 HT1380 HT1380芯片的

30、內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示, ,由下述四部分構(gòu)成由下述四部分構(gòu)成: : 數(shù)據(jù)移位寄存器和寄存器陣列數(shù)據(jù)移位寄存器和寄存器陣列: : 前者用于和外部串行通信以及實(shí)現(xiàn)前者用于和外部串行通信以及實(shí)現(xiàn)串串/ /并和并并和并/ /串變換串變換; ;后者用于寄存后者用于寄存時(shí)間和日期等信息時(shí)間和日期等信息; ; 命令控制邏輯命令控制邏輯: :用于對(duì)地址用于對(duì)地址/ /命命令字節(jié)的解釋令字節(jié)的解釋, ,以控制對(duì)時(shí)鐘寄存以控制對(duì)時(shí)鐘寄存器的讀操作、寫操作或?qū)懕Ｗo(hù)器的讀操作、寫操作或?qū)懕Ｗo(hù), ,控控制芯片的工作狀態(tài)制芯片的工作狀態(tài); ; 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘: : 產(chǎn)生供微處理器可隨時(shí)讀取的年、月、日、

31、時(shí)、分、產(chǎn)生供微處理器可隨時(shí)讀取的年、月、日、時(shí)、分、 秒等時(shí)間信息秒等時(shí)間信息, ,并自動(dòng)修正閏年和閏月并自動(dòng)修正閏年和閏月; ; 振蕩分頻電路振蕩分頻電路: :與外部晶振共同構(gòu)成時(shí)與外部晶振共同構(gòu)成時(shí)第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 命令字命令字 每次數(shù)據(jù)的傳送每次數(shù)據(jù)的傳送, ,都要有一個(gè)命令字指明對(duì)哪一個(gè)寄存器進(jìn)都要有一個(gè)命令字指明對(duì)哪一個(gè)寄存器進(jìn)行何種操作行何種操作( (讀、寫或測(cè)試讀、寫或測(cè)試) )以及采用何種傳送模式以及采用何種傳送模式( (單字節(jié)模式單字節(jié)模式或多字節(jié)模式或多字節(jié)模式) )

32、。命令字結(jié)構(gòu)如表所列。命令字結(jié)構(gòu)如表所列。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 寄存器的地址分配和數(shù)據(jù)格式如表所示。寄存器的地址分配和數(shù)據(jù)格式如表所示。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 時(shí)鐘停止位：時(shí)鐘停止位：存放秒的寄存器的第存放秒的寄存器的第7 7位被定義為時(shí)鐘停止位位被定義為時(shí)鐘停止位(CH),(CH),當(dāng)停止位被置為邏輯當(dāng)停止位被置為邏輯1 1時(shí)時(shí), ,時(shí)鐘振蕩器停止工作時(shí)鐘振蕩器停止工作, ,并且并且HT138

33、0HT1380進(jìn)入低功耗停機(jī)狀態(tài)進(jìn)入低功耗停機(jī)狀態(tài); ;被置為邏輯被置為邏輯0 0時(shí)時(shí), ,時(shí)鐘開始工作。時(shí)鐘開始工作。 寫保護(hù)寄存器：寫保護(hù)寄存器：只有寫保護(hù)寄存器的最高位只有寫保護(hù)寄存器的最高位(WP)(WP)為邏輯為邏輯0 0時(shí)時(shí), ,數(shù)據(jù)才能寫入相應(yīng)的寄存器。可以用命令字?jǐn)?shù)據(jù)才能寫入相應(yīng)的寄存器。可以用命令字8EH8EH或或8FH8FH對(duì)其進(jìn)行修對(duì)其進(jìn)行修改改, ,但在多字節(jié)模式時(shí)它不能被改寫。但在多字節(jié)模式時(shí)它不能被改寫。 復(fù)位與時(shí)鐘控制：復(fù)位與時(shí)鐘控制：RSTRST引腳用于激活引腳用于激活HT1380HT1380。當(dāng)。當(dāng)RSTRST輸入端為輸入端為高電平時(shí)高電平時(shí), ,片內(nèi)控制邏輯

34、開始工作。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后片內(nèi)控制邏輯開始工作。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后,RST,RST應(yīng)置應(yīng)置為低電平。為低電平。 在數(shù)據(jù)寫入時(shí)在數(shù)據(jù)寫入時(shí), ,只有當(dāng)只有當(dāng)SCLKSCLK為下降沿時(shí)數(shù)據(jù)有效為下降沿時(shí)數(shù)據(jù)有效; ;在數(shù)據(jù)讀出在數(shù)據(jù)讀出時(shí)時(shí), ,只有當(dāng)只有當(dāng)SCLKSCLK為上升沿時(shí)數(shù)據(jù)有效。為上升沿時(shí)數(shù)據(jù)有效。 當(dāng)當(dāng)RSTRST輸入端為低電平時(shí)輸入端為低電平時(shí), ,終止傳送所有的數(shù)據(jù)終止傳送所有的數(shù)據(jù),I/O,I/O引腳保持引腳保持高阻態(tài)。高阻態(tài)。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 多字節(jié)數(shù)據(jù)操作：多字節(jié)數(shù)據(jù)操

35、作： 當(dāng)命令字為當(dāng)命令字為BEHBEH或或BFHBFH時(shí)時(shí),HT1380,HT1380被設(shè)置為多字節(jié)模式。在這被設(shè)置為多字節(jié)模式。在這種模式下種模式下,8,8個(gè)時(shí)鐘個(gè)時(shí)鐘/ /日歷寄存器可以從寄存器日歷寄存器可以從寄存器0 0的位的位0 0開始一次完開始一次完成連續(xù)讀或?qū)懖僮鞒蛇B續(xù)讀或?qū)懖僮? ,工作波形見圖。工作波形見圖。單字節(jié)數(shù)據(jù)操作的波形圖：?jiǎn)巫止?jié)數(shù)據(jù)操作的波形圖：第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.3 6.3.3 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片HT1380HT1380 HT1380HT1380極限參數(shù)極限參數(shù): :電源電壓電源電壓: -0.3: -0.35.5V;5.5

36、V; 輸入電壓輸入電壓:VSS-0.3V:VSS-0.3VVDD+0.3V; VDD+0.3V; 工作溫度工作溫度:0:07070。 貯藏溫度貯藏溫度:-50:-50125;125;HT1380HT1380時(shí)序時(shí)序: :第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.4 6.3.4 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片S-35180A S-35180A S-35180A S-35180A是一種可以在超低消耗電流、寬工作電壓范圍內(nèi)是一種可以在超低消耗電流、寬工作電壓范圍內(nèi)工作的工作的3 3線式線式CMOSCMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 該芯片可適用于從主電源電壓開始到備用電源電壓驅(qū)動(dòng)為該芯片

37、可適用于從主電源電壓開始到備用電源電壓驅(qū)動(dòng)為止的寬幅度的電源電壓止的寬幅度的電源電壓, ,可以在很寬的范圍內(nèi)校正石英晶振的可以在很寬的范圍內(nèi)校正石英晶振的頻率偏差頻率偏差, ,同時(shí)能以最小分解能力為同時(shí)能以最小分解能力為1010-6-6來進(jìn)行校正。來進(jìn)行校正。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片S-35180AS-35180A的特性及相關(guān)參數(shù)為的特性及相關(guān)參數(shù)為: : 低消耗電流低消耗電流 0.25A0.25A典型值典型值(VDD=3.0V,Ta=25);(VDD=3.0V,Ta=25); 寬工作電壓范圍為寬工作電壓范圍為1.3V1.3V5.5V;5.5V; 最低計(jì)時(shí)工作電壓最低計(jì)時(shí)工作電壓1.1V;1.

38、1V; 內(nèi)置時(shí)鐘調(diào)整功能內(nèi)置時(shí)鐘調(diào)整功能; ;內(nèi)置用戶自由寄存器內(nèi)置用戶自由寄存器; ;3 3線線( (微型線路微型線路) )方式的方式的CPUCPU界面界面; ;內(nèi)置報(bào)警中斷器內(nèi)置報(bào)警中斷器; ;內(nèi)置穩(wěn)壓電路內(nèi)置穩(wěn)壓電路; ;內(nèi)置內(nèi)置32kHz32kHz石石英振蕩電路英振蕩電路(Cd(Cd內(nèi)置內(nèi)置,Cg,Cg外接外接););內(nèi)置電源切斷以及電源接通時(shí)的內(nèi)置電源切斷以及電源接通時(shí)的標(biāo)記生成電路標(biāo)記生成電路; ;內(nèi)置到內(nèi)置到20992099年為止的自動(dòng)日歷、潤(rùn)年自動(dòng)運(yùn)算年為止的自動(dòng)日歷、潤(rùn)年自動(dòng)運(yùn)算功能。功能。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.4 6.3.4 串行時(shí)鐘芯片

39、串行時(shí)鐘芯片S-35180A S-35180A S-35180AS-35180A的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) S-35180AS-35180A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能框圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能框圖, ,主要由電源主要由電源( (電源切換電路、電源切換電路、 電池、穩(wěn)壓電路電池、穩(wěn)壓電路) )、實(shí)時(shí)鐘控制電路、實(shí)時(shí)鐘寄存器、狀態(tài)寄存、實(shí)時(shí)鐘控制電路、實(shí)時(shí)鐘寄存器、狀態(tài)寄存器、串行輸出接口及定時(shí)中斷等部分組成。器、串行輸出接口及定時(shí)中斷等部分組成。第第6 6章章 串行接口電路設(shè)計(jì)串行接口電路設(shè)計(jì) 6.3.4 6.3.4 串行時(shí)鐘芯片串行時(shí)鐘芯片S-35180A S-35180A S-35180A S-35180A的讀寫指令的結(jié)構(gòu)組成如下：的讀寫指令的結(jié)構(gòu)組成如下：其中