电子设计创新训练(提高)第四章常用典型外设使用方法与编程技术2汇编

1、五、时钟芯片 MCU系统中，经常需要系统时钟。多数系统时钟可以由MCU的定时器来产生。但是在精确定时和掉电时钟连续计时的要求情况下，就需要使用独立的时钟芯片。 独立的时钟芯片需要采用独立的晶体振荡器，一般情况下使用32.768KHz的表振。时钟芯片的突出特点有：极低的功耗(n ho)（几个微安）；支持电池掉电保护；一般提供额外的RAM供系统使用。 典型的时钟芯片有：DS12887A；DS1302。（一）并行接口时钟芯片DS12887A 直接替代IBM AT计算机时钟/日历；RTC计算秒、分、时、星期、日、月、年信息，具有润年补偿，有效期至2099年。用二进制或BCD表示时间，具有AM、PM标示

2、的12小时模式或24小时模式，夏时制选择。可选择Intel或Motorola总线时序 ，接口配合软件可寻址128 RAM 。共二十七页 14字节时钟与控制寄存器，114字节通用、电池备份RAM (DS12C887和DS12C887A为113字节，10年) 。中断可分别通过软件屏蔽与检测 ，闹钟可设置为每秒一次至每星期一次，周期可设置在122s至500ms 。时钟终止刷新周期标志，可编程的方波输出信号。自动电源失效检测和切换电路 ，集成了晶体和电池的DIP模块(EDIP)封装(DS12887、DS12887A、DS12C887、DS12C887A)，可选的工业级温度(wnd)范围 。图4-18

3、DS12887A芯片(xn pin)管脚图共二十七页（二）DS1302 DS1302的主要组成部分包括：移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以及RAM。DS1302慢速充电时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节(318)的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通讯。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月，月末的日期自动进行调整，还包括了闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24小时或带AM（上午）/PM（下午）的12小时格式。使用同步串行通讯，简化了DS1302与微处理器的通信。与时钟/RAM通信仅需三根线：（复位）、I/O（数据线）、SCLK（串行时钟）。

4、数据可以以每次一个字节或多达31个字节的多字节形式传送至时钟/RAM或从其中送出。DS1302设计(shj)成2.55.5V满度工作范围，能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存数据和时钟信息（100nA/2V）。可选的涓流慢速充电至VCC1的能力和备份电源引脚。 图4-19 DS1302芯片(xn pin)管脚图共二十七页引脚名称功能描述引脚名称功能描述1VCC1电源引脚（备份电源）5复位（片选）2X132.768kHz晶振引脚6I/O数据输入/输出3X232.768kHz晶振引脚7SCLK串行时钟4GND地8VCC2 电源引脚（主电源）表4-7 DS1302引脚功能(gngnn

5、g)图共二十七页图4-20 DS1302内部(nib)结构图共二十七页图4-21 DS1302内部时钟(shzhng)寄存器分配图共二十七页图4-22 DS1302内部(nib)RAM寄存器分配图共二十七页图4-23 DS1302内部(nib)寄存器读写时序图共二十七页图4-24 DS1302与单片机接口的硬件(yn jin)电路连接图共二十七页/DS1302读写C51源程序 /-/打开DS1302void TimeSpiOpen(void) TIMECLK = 0; TIMERST = 0;/禁止(jnzh)DS1302 TIMEIO = 1;/释放数据总线 TIMERST = 1;/使能D

6、S1302/关闭DS1302void TimeSpiClose(void) TIMERST = 0;/禁止DS1302 TIMEIO = 1;/释放数据总线 TIMECLK = 1;共二十七页/读写DS1302unsigned char TimeSpiReadWrite(unsigned char val)unsigned char data i,j,k; j= val; /取8位数据 for (i = 8;i 0; i-) TIMECLK = 0; /时钟下降沿输入(shr)数据(DS1302读)k=k1;if(TIMEIO) /接收串行数据到CY k=k|0 x80;TIMEIO = j&

7、0 x01; /发送串行数据j=j1; TIMECLK = 1; /时钟上升沿打入数据(DS1302写) TIMEIO = 1; /释放数据总线 return k;共二十七页/读DS1302时钟(shzhng)字节unsigned char TimeByteRead(unsigned char address) unsigned char data i; TimeSpiOpen();/打开DS1302 TimeSpiReadWrite(address);/写入DS1302命令 i = TimeSpiReadWrite(0 xff);/读入DS1302数据 TimeSpiClose();/关闭D

8、S1302 return i;/返回数据/读DS1302RAM字节unsigned char TimeRamByteRead(unsigned char address) unsigned char data i; TimeSpiOpen();/打开DS1302 TimeSpiReadWrite(address 1) | 0 xc1);/写入DS1302命令 address = TimeSpiReadWrite(0 xff);/读入DS1302数据 TimeSpiClose();/关闭DS1302 return i;/返回数据共二十七页/写DS1302时钟(shzhng)字节void Time

9、ByteWrite(unsigned char address, unsigned char val) TimeSpiOpen();/打开DS1302 TimeSpiReadWrite(address);/写地址 TimeSpiReadWrite(val);/写数据 TimeSpiClose();/关闭DS1302/写DS1302字节void TimeRamByteWrite(unsigned char address, unsigned char val) TimeSpiOpen();/打开DS1302 TimeSpiReadWrite(address 1) | 0 xc0);/写地址 Ti

10、meSpiReadWrite(val);/写数据 TimeSpiClose();/关闭DS1302共二十七页/使能DS1302写保护void TimeWriteEnable(void) TimeByteWrite(0 x07, 0 x80); /使能DS1302写保护/开放DS1302写保护void TimeWrieDisbale(void) TimeByteWrite(0 x07, 0); /开放DS1302写保护/DS1302工作开始(kish)void TimeWorkStart(void)unsigned char val; val = TimeByteRead(timereadseg

11、);/读秒数据 val &= 0 x7f;/打开晶振 TimeWrieDisbale();/开放DS1302写保护 TimeByteWrite(timewriteseg, val);/打开晶振 TimeByteWrite(tricklewrite, 0 xa5);/打开充电二极管 TimeWriteEnable();/使能DS1302写保护共二十七页六、数字温度传感器芯片 大量的应用设计中，需要检测系统所处环境的温度，此时数字温度传感器被广泛使用。（一）Microchip产品TC77-3.3 TC77是串行访问的数字温度传感器，内部具有温度传感器并以A/D采样方式输出13位信号（高位表示极性）

12、，温度分辨率为12位，最小分辨率为0.0625度。能够在-50125度之间工作，典型功耗(n ho)250A，掉电为0.1A。与它兼容的产品有：LM71。图4-25 TC77管脚与封装外形(wi xn)图共二十七页图4-26 TC77管脚定义(dngy)与MCU连接图共二十七页图4-27 TC77数据输出(shch)时序图图4-28 读输出后配置(pizh)工作/掉电寄存器时序图 寄存器写入XX00H为掉电；写入XXFFH为连续工作。一次完整的温度转换与数据传输大约需要300ms。共二十七页表4-8 TC77输出(shch)对应温度表共二十七页/TC77读取温度,返回(fnhu)温度为实际温度

13、的128倍int tc77()unsigned char data i;int data j,k; tc77_sio=1; tc77_cs=0; i=16; while(i!=0) j=j1; tc77_sck=0; k=tc77_sio; j=j|k; tc77_sck=1; i-; tc77_cs=1; return j;共二十七页（二）MAXIM/DALLAS产品DS18B20 1-Wire总线技术是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，允许在这根信号线挂接多个1-Wire总线器件。1-Wire总线技术具有节省I/O资源、结构简单、成本低廉

14、、便于总线扩展和维护等特点，使用户可轻松地组建传感器网络。DALLAS公司的DS18B20是采用1-Wire总线技术的典型产品，其内部有4个主要的数据部件组成：1) 64位激光ROM。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面(qin mian)56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。2) 温度灵敏部件。DS18

15、B20中的温度传感器可完成对温度的测量。 3) 非易失性温度报警触发器TH与TL。可通过软件写入用户报警上下限值。4) 配置寄存器。为中间结果暂存器中的字节4。可以设置DS18B20温度转换的分辨率（9位、10位、11位、12位）。上电缺省值为12位分辨率。测量温度范围为 -55+125，在-10+85范围内，精度为0.5。共二十七页图4-29 DS18B20管脚封装图共二十七页七、微功耗电子钟（附带温度计）设计举例1、MCU89LPC922，工作在32.768KHz时钟（20A/3V）2、显示器长沙太阳(tiyng)人各自：SMS0408段式LCD模块（20A/3V）3、时钟DS13024、

16、温度芯片LM71，间歇工作状态5、电源3.6V锂电配置R1180X281共二十七页R1180X281LM71DS1302P89LPC922SMS0408微功耗(n ho)电子钟系统结构原理图共二十七页1、3.6V锂-亚硫酰氯电池简介 具有以下优点：体积小、比功能量高、使用温度范围广（-20200）、使用寿命长等.在民用领域主用于: 公用仪表RAM及CMOS电路板存储器及后备电源：记忆(jy)备份、时钟电源、数据备份电源：如各种智能卡表计/；水表、电表、热量表、燃气表、照相机；LED 手电筒、电子测量仪器：智能终端设备等；在工业领广泛应用于自动化仪器仪表及设备：汽车电子TPMS、油田油井、矿山矿井、医疗器械、防盗报警、无线通讯、海上救生、伺服器、变频器、触摸屏等；在现代化国防及军事领域中如：航空、航天、航海电子、水陆空兵器，及如导弹发射、火炮发射、鱼雷发射、智能瞄准器、飞船点火装置、多组合电池等。 2、R1180X281 LDO稳压器，具有低功耗1微安，低压差等特性，价格低廉。共二十七页共二十七页3、 P89LPC922单片机 NXP的51兼容(jin rn)单片机，22脚。内置复位监控、电源监控、看门狗等部件，为6倍速51内核，低压工作。共二十七页内容摘要五、时钟芯片。MCU系统中，经常需要系统时钟。时钟芯片的突出特点有：极低的功耗（几个微安）。用二进制或BCD表示