例举时钟小设计

       X1226提供一个备份电源输入脚VBACK,允许器件用电池或大容量电容进行备份供电。采用电容供电时,用一个硅或肖特基二极管连接到Vcc和充电电容的两端,充电电容连接到Vback管脚,注意不能使用二极管对电池充电(特别是锂离子电池)。切换到电池供电的条件是Vcc=Vback-0.1V,正常操作期间,供电电压Vcc必须高于电池电压,否则电池电量将逐步耗尽。振荡器采用外接32.768kH的晶体,产生的振荡误差可通过软件对数字微调寄存器、模拟微调寄存器的数值进行调节加以修正,避免了外接电阻和电容的离散性对精度的影响。4Kb的EEPROM可用于存储户数据。

电路组成及工作原理

        X1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口,接口方式为串行的I2C接口。其中数据总线SDA是一个双向引脚,用于输入或输出数据。其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.7~10kΩ的上拉电阻。本文介绍89C51单片机与X1226的接口方法,由于89C51单片机没有标准的I2C接口,只能用软件进行模拟。

图1

        为了更直观地看到时间的变化,采用8位LED数码管显示年、月、日或时、分、秒,用PS7219A驱动LED数码管,数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色LED数码管。由于PS7219A器件内含IMP810单片机监控器件,复位输出高电平有效,因此在使用51系统时,无须添加监控器件,使用PS7219A的复位输出给51单片机复位即可,监控电压为4.63V。硬件设计原理图如图1所示。

       在硬件通电调试过程中,不能用手去触摸X1226的晶体振荡器,否则可能会导致振荡器停振,恢复振荡器起振的方法是关闭电源(包括备份电源)后重新上电。另外需要说明的是,测量振荡器时,不要用示波器的探头去测量X2的振荡输出,应该用探头测量PHZ/IRQ的振荡输出,以确定是否起振和振荡频率是否准确,测量时建议在该脚加一个5.1kΩ的上拉电阻。

软件设计

        X1226内含实时时钟寄存器(RTC)、状态寄存器(SR)、控制寄存器(CONTROL)、报警寄存器(Alarm0、Alarm1)和客户存储数据的存储器。由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作,因此其存储结构为易失性SRAM结构。其他寄存器均为EEPROM结构,写操作次数通常在10万次以上。X1226初始化程序框图如图2所示,子程序YS4的作用是延时4μs。

图2

● 写操作

        X1226初始化之后,单片机对X1226进行开始条件的设置,在写CCR或EEPROM之前,主机必须先向状态寄存器写02H,确认应答信号,确认后写入06H,再确认应答信号。确认后启动了写操作,首先发送高位地址,然后发送低位地址。X1226每收到一个地址字节后,均会产生一个应答信号。在两个地址字节都收到之后,X1226等待8位数据。在收到8位数据之后,X1226再产生一个应答,然后单片机产生一个停止条件来终止传送。

        X1226具有连续写入的功能,每收到1字节后,响应一个应答,其内部将地址加一。当计数器达到该页的末尾时,就自动返回到该页的首地址。这意味着单片机可从某一页的任何位置开始向存储器阵列连续写入64字节,或向CCR连续写入8字节的数据。写入X1226数据子程序:

● 读操作

        在上电时,16位地址的默认值为0000H。X1226初始化操作之后,单片机对X1226进行开始条件的设置,在写CCR或EEPROM之前,主机必须先向状态寄存器写02H,确认应答信号,确认后写入06H,再确认应答信号。确认后启动了写操作,首先发送高位地址,然后发送低位地址。X1226每收到一个地址字节后,均会产生一个应答信号。单片机发送另一个开始条件,将R/W位设置为1,接着接受8位数据。单片机终止读操作时,无需等待X1226的应答信号,单片机即可设置停止条件。读出X1226数据子程序:

● 振荡器频率在线补偿调节

       X1226集成了振荡器补偿电路,用户可通过软件在线对振荡器频率进行微调,这种微调通常针对两种情况。一种情况是在25℃常温下,对振荡器因器件初始精度带来的频率偏差进行补偿;第二种情况是对因温度引起的频率漂移进行补偿。X1226内部设有数字微调寄存器(DTR)和模拟微调寄存器(ATR),两个寄存器均为非易失性寄存器。数字微调寄存器具有3位数字微调位,调节范围为-30~+30×10-6。模拟微调寄存器具有6个模拟微调位,调节范围为-37~+116×10-6。

       对于因外界环境温度变化引起的温漂补偿,要依据晶体的温度系数,在存储器中建立补偿参数表,不同厂家晶体的温度系数是不一样的,应根据产品数据手册进行选择。

       为了能够对温漂进行补偿,要求系统中设置一个温度传感器,并尽量让它靠近X1226,这样可以真实地反映振荡器的温度,原理图如图3所示。单片机首先通过系统温度传感器获取环境温度,并在补偿参数表中获取对应的补偿值,然后将补偿数据填写到相应的微调寄存器中,就能实现温漂补偿的目的。

图3

        由于X1226具有精密的振荡器补偿功能,因此非常适合于环境温度变化较大的应用场合,同时也降低了对晶体性能参数的要求

下面还为广大读者介绍一个程序:

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;; AT89C2051时钟程序 ;;

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; 定时器T0、T1溢出周期为50MS,T0为秒计数用, T1为调整时闪烁用,

; P3.7为调整按钮,P1口 为字符输出口,采用共阳显示管。

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;; 中断入口程序 ;;

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ORG 0000H ;程序执行开始地址

LJMP START ;跳到标号START执行

ORG 0003H ;外中断0中断程序入口

RETI ;外中断0中断返回

ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口

LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行

ORG 0013H ;外中断1中断程序入口

RETI ;外中断1中断返回

ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口

LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行

ORG 0023H ;串行中断程序入口地址

RETI ;串行中断程序返回

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;; 主 程 序 ;;

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START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11个内存单元

MOV R7,#0BH ;

CLEARDISP: MOV @R0,#00H ;

INC R0 ;

DJNZ R7,CLEARDISP ;

MOV 20H,#00H ;清20H(标志用)

MOV 7AH,#0AH ;放入"熄灭符"数据

MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器

MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值(T0计时用)

MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值

MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初值(T1闪烁定时用)

MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值

SETB EA ;总中断开放

SETB ET0 ;允许T0中断

SETB TR0 ;开启T0定时器

MOV R4,#14H ;1秒定时用初值(50MS×20)

START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序

JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序

SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1

SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM

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;; 1秒计时程序 ;;

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;T0中断服务程序

INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护

PUSH PSW ;状态字入栈保护

CLR ET0 ;关T0中断允许

CLR TR0 ;关闭定时器T0

MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正

ADD A,TL0 ;低8位初值修正

MOV TL0,A ;重装初值(低8位修正值)

MOV A,#3CH ;高8位初值修正

ADDC A,TH0 ;

MOV TH0,A ;重装初值(高8位修正值)

SETB TR0 ;开启定时器T0

DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出

ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中断到(1秒)重赋初值

MOV R0,#71H ;指向秒计时单元(71H-72H)

ACALL ADD1 ;调用加1程序(加1秒操作)

MOV A,R3 ;秒数据放入A(R3为2位十进制数组合)

CLR C ;清进位标志

CJNE A,#60H,ADDMM ;

ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒时中断退出

ACALL CLR0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0

MOV R0,#77H ;指向分计时单元(76H-77H)

ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟

MOV A,R3 ;分数据放入A

CLR C ;清进位标志

CJNE A,#60H,ADDHH ;

ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分时中断退出

ACALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0

MOV R0,#79H ;指向小时计时单元(78H-79H)

ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时

MOV A,R3 ;时数据放入A

CLR C ;清进位标志

CJNE A,#24H,HOUR ;

HOUR: JC OUTT0 ;小于24小时中断退出

ACALL CLR0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0

OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移

MOV 73H,77H ;入对应显示单元

MOV 74H,78H ;

MOV 75H,79H ;

POP PSW ;恢复状态字(出栈)

POP ACC ;恢复累加器

SETB ET0 ;开放T0中断

RETI ;中断返回

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;; 闪动调时 程 序 ;;

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;T1中断服务程序,用作时间调整时调整单元闪烁指示

INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护

PUSH PSW ;

MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值

MOV TH1, #3CH ;

DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中断(50MS中断6次)

MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值

CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反

JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元"熄灭"

MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示

MOV 73H,77H ;

MOV 74H,78H ;

MOV 75H,79H ;

INTT1OUT:

 

POP PSW ;恢复现场

POP ACC ;

RETI ;中断退出

FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时,转小时熄灭控制

MOV 72H,7AH ;01H位为0时,"熄灭符"数据放入分

MOV 73H,7AH ;显示单元(72H-73H),将不显示分数据

MOV 74H,78H ;

MOV 75H,79H ;

AJMP INTT1OUT ;转中断退出

FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时,"熄灭符"数据放入小时

MOV 73H,77H ;显示单元(74H-75H),小时数据将不显示

MOV 74H,7AH ;

MOV 75H,7AH ;

AJMP INTT1OUT ;转中断退出

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;; 加1子 程 序 ;;

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ADD1: MOV A,@R0 ;取当前计时单元数据到A

DEC R0 ;指向前一地址

SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换

ORL A,@R0 ;前一地址中数据放入A中低四位

ADD A,#01H ;A加1操作

DA A ;十进制调整

MOV R3,A ;移入R3寄存器

ANL A,#0FH ;高四位变0

MOV @R0,A ;放回前一地址单元

MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据

INC R0 ;指向当前地址单元

SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换

ANL A,#0FH ;高四位变0

MOV @R0,A ;数据放入当削地址单元中

RET ;子程序返回

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;; 清零程序 ;;

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;对计时单元复零用

CLR0: CLR A ;清累加器

MOV @R0,A ;清当前地址单元

DEC R0 ;指向前一地址

MOV @R0,A ;前一地址单元清0

RET ;子程序返回

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;; 时钟调整程序 ;;

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;当调时按键按下时进入此程序

SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断

CLR TR0 ;关闭定时器T0

LCALL DL1S ;调用1秒延时程序

JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒,关闭显示(省电)

MOV R2,#06H ;进入调时状态,赋闪烁定时初值

SETB ET1 ;允许T1中断

SETB TR1 ;开启定时器T1

SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口为0(键未释放),等待

SETB 00H ;键释放,分调整闪烁标志置1

SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下

LCALL DL05S ;有键按下,延时0.5秒

JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态

MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作

LCALL ADD1 ;调用加1子程序

MOV A,R3 ;取调整单元数据

CLR C ;清进位标志

CJNE A,#60H,HHH ;调整单元数据与60比较

HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环

LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0

CLR C ;清进位标志

AJMP SET4 ;跳转到SET4循环

CLOSEDIS:SETB ET0 ;省电(LED不显示)状态。开T0中断

SETB TR0 ;开启T0定时器(开时钟)

CLOSE: JB P3.7,CLOSE ;无按键按下,等待。

LCALL DISPLAY ;有键按下,调显示子程序延时削抖

JB P3.7,CLOSE ;是干扰返回CLOSE等待

WAITH: JNB P3.7,WAITH ;等待键释放

LJMP START1 ;返回主程序(LED数据显示亮)

SETHH: CLR 00H ;分闪烁标志清除(进入调小时状态)

SETHH1: JNB P3.7,SET5 ;等待键释放

SETB 01H ;小时调整标志置1

SET6: JB P3.7,SET7 ;等待按键按下

LCALL DL05S ;有键按下延时0.5秒

JNB P3.7,SETOUT ;按下时间大于0.5秒退出时间调整

MOV R0,#79H ;按下时间小于0.5秒加1小时操作

LCALL ADD1 ;调加1子程序

MOV A,R3 ;

CLR C ;

CJNE A,#24H,HOUU ;计时单元数据与24比较

HOUU: JC SET6 ;小于24转SET6循环

LCALL CLR0 ;大于或等于24时清0操作

AJMP SET6 ;跳转到SET6循环

SETOUT: JNB P3.7,SETOUT1 ;调时退出程序。等待键释放

LCALL DISPLAY ;延时削抖

JNB P3.7,SETOUT ;是抖动,返回SETOUT再等待

CLR 01H ;清调小时标志

CLR 00H ;清调分标志

CLR 02H ;清闪烁标志

CLR TR1 ;关闭定时器T1

CLR ET1 ;关定时器T1中断

SETB TR0 ;开启定时器T0

SETB ET0 ;开定时器T0中断(计时开始)

LJMP START1 ;跳回主程序

SET1: LCALL DISPLAY ;键释放等待时调用显示程序(调分)

AJMP SET2 ;防止键按下时无时钟显示

SET3: LCALL DISPLAY ;等待调分按键时时钟显示用

AJMP SET4

SET5: LCALL DISPLAY ;键释放等待时调用显示程序(调小时)

AJMP SETHH1 ;防止键按下时无时钟显示

SET7: LCALL DISPLAY ;等待调小时按键时时钟显示用

AJMP SET6

SETOUT1: LCALL DISPLAY ;退出时钟调整时键释放等待

AJMP SETOUT ;防止键按下时无时钟显示

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;; 显示程序 ;;

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; 显示数据在70H-75H单元内,用六位LED共阳数码管显示,P1口输出段码数据,P3口作

; 扫描控制,每个LED数码管亮1MS时间再逐位循环。

DISPLAY: MOV R1,#70H ;指向显示数据首址

MOV R5,#0FEH ;扫描控制字初值

PLAY: MOV A,R5 ;扫描字放入A

MOV P3,A ;从P3口输出

MOV A,@R1 ;取显示数据到A

MOV DPTR,#TAB ;取段码表地址

MOVC A,@A+DPTR ;查显示数据对应段码

MOV P1,A ;段码放入P1口

LCALL DL1MS ;显示1MS

INC R1 ;指向下一地址

MOV A,R5 ;扫描控制字放入A

JNB ACC.5,ENDOUT ;ACC.5=0时一次显示结束

RL A ;A中数据循环左移

MOV R5,A ;放回R5内

AJMP PLAY ;跳回PLAY循环

ENDOUT: SETB P3.5 ;一次显示结束,P3口复位

MOV P1,#0FFH ;P1口复位

RET ;子程序返回

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH

;共阳段码表 "0""1""2" "3""4""5""6""7" "8""9""不亮"

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;; 延时程序 ;;

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;1MS延时程序,LED显示程序用

DL1MS: MOV R6,#14H

DL1: MOV R7,#19H

DL2: DJNZ R7,DL2

DJNZ R6,DL1

RET

;20MS延时程序,采用调用显示子程序以改善LED的显示闪烁现象

DS20MS: ACALL DISPLAY

ACALL DISPLAY

ACALL DISPLAY

RET

;延时程序,用作按键时间的长短判断

DL1S: LCALL DL05S

LCALL DL05S

RET

DL05S: MOV R3,#20H ;8毫秒*32=0.196秒

DL05S1: LCALL DISPLAY

DJNZ R3,DL05S1

RET

;

END ;程序结束

一见钟情 发表于12-28 10:12 浏览277次
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话题作者

一见钟情
一见钟情(大校)
金币:1517个|学分:3455个
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