基于ds12c887时钟芯片的高精度时钟的设计(编辑修改稿)

基于ds12c887时钟芯片的高精度时钟的设计(编辑修改稿)内容摘要：

9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM 或 DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM 或 DDRAM 读数 1 1 读出的数据内容 表 3 字符控制命令说明： 通过指令编程来实现 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作。 （其中 1 为高电平、 0 为低电平） 指令 1：清显示，将指令码 01H 复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3： 光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是不是左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制开关整体的显示，高电平表示显示打开，低电平表示关显示关闭 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平表示闪烁，低电平表示不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平的时候显示单行， 高电平的时候显示双行 F: 低电平的时候显示 5x7 的点阵字符，高电平的时候显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：设置字符发生器 RAM 的地址。 指令 8：设置 DDRAM 的地址。 指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，高电平的时候模块不能接收数据或者命令，假如是低电平表示不忙。 指令 10：写入数据。 指令 11：读出数据。 华侨大学厦门工学院 毕业设计 (论文 ) 14 芯片时序表如下： 表 4 读状态 输入 RS=L， R/W=H， E=H 输出 D0— D7=状态字 写指令 输入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令码， E=高脉冲 输出 无 读 数据 输入 RS=H， R/W=H， E=H 输出 D0— D7=数据 写数据 输入 RS=H， R/W=L， D0— D7=数据， E=高脉冲 输出 无 图 8 1602 读写时序图 1602LCD 的一般初始化（复位）过程 15mS 38H（不检测忙信号） 5mS 38H（不检测忙信号） 5mS 38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读 /写数据操作均需要检测忙信号 38H：显示模式设置 08H：显示关闭 01H：显示 清屏 06H：显示光标移动设置 基于 DS12C887时钟芯片的高精度时钟的设计 15 0CH：显示开及光标设置 1602LCD 的电路连接 液晶 5端为读 /写选择端，因为我们不从液晶中读取数据，只向其写入命令和显示数据，因此此端始终选择为写状态，即低电平接地。 液晶 6端为使能信号，是操作时必须的信号。 其电路如图 211所示： 图 9 1602 的电路连接 DS12C887 概述 DS12C887 具有 DS12R885 裸片， 石英晶体和一个可充电电池三个部分， DS12C887 与计算机常用的时钟芯片 MC146818B 和 DS12887 管脚兼容，同时可直接替换 可以用来直接代替 IBM PC 上的时钟日历芯片 DS12887。 采用DS12C887 芯片设计的时钟电路有良好的微机接口，并且不需要任何外围电路和器件。 时钟芯片 DS12C887 具有如下的特征 [[11]： (1)DS12C887里面自带一个 锂 电池 ,外部掉电时，内部信息还能保持 10年的时间，保证不丢失数据。 (2)能够自动产生秒、分、时、天、星期、日、月、年、世纪等时间信息 , 并 有闰年补偿功能。 其内部还增加了世纪寄存器，利用硬件电路解决了“千年”问题。 (3)具有二进制 数码和 BCD 码两种表示时间的方法、具有日 历和定时闹钟功能。 (4)一天内的时间记录具有 12 小时制和 24小时制两种 ,12 小时时钟模 式中，具有 PM 和 AM 用来区分上午和下午。 同时可选用夏令时模式； 华侨大学厦门工学院 毕业设计 (论文 ) 16 (5)有 128 个 RAM 单元与软件接口 ,其中有 11 字节 RAM 用来存储时间信息， 4 字节 RAM 用来存储 DS12C887 的控制信息，称为 控制寄存器 14 个作为字节时钟和控制寄存器 ， 113 字节 通用 RAM 使用户使用。 (6)用户还可对 DS12C887 进行 编程 以实现多种方波输出，并可对其内部的三路中断通过软件进行屏蔽。 DS12C887 引脚功能 表 5 DS12C887 引脚功能 引脚 符号 功能说明 1 MOT 模式选择引脚 ， 接 Vcc时，选择的是 Motorola的总线时序；当接地或悬空，选择的是 Intel总线时序 411 AD0AD7 双向地址 /数据总 线 12 GND 接地 13 CS DS12887 的芯片选 选 通信号 ,必须在 CS 有效的状态下， Motorola 时序中数据或地址才可以选通或 Intel 时序中读写信号才可以有效。 14 AS 地址选通 ,一个高电平的地址选通信号提给总线时，在 AS脉冲的下降沿， DS12887 选通地址。 15 R/W 读写信号，有两种操作模式。 当 MOT 引脚接 Vcc选择 Motorola 时序 ，当 MOT 接地选择的是Intel 时序。 17 DS 数据选通或读出 ,根据模式选择的不同， DS 引脚有两种不同的操作模式。 18 RESET RESET 引脚对时钟，日历， RAM 没有影响。 在上电时， RESET 能一直保持低电平使系统保持稳定。 19 IRQ 中断请求 ,在 DS12887 中 IRQ 是一个低有效信号，它能对处理器发出一个中断信号。 23 SQW 方波输出引脚 24 VCC 接电源（ +5V） 注：其中 NC 代表空脚。 基于 DS12C887时钟芯片的高精度时钟的设计 17 DS12C887 读写时序 图 10 DS12C887 读写时序 DS12C887 流程图 进入主程序后， DS12C887 首先进行初始化设置，当串行口有数据时，则调用函数从日历时钟芯片获取日历 时钟信息，调用显示函数显示日历时钟信息显示出来，重复进行。 这部分包括 DS12C887 某个单元写、读 DS12C887 某个单元的内容和 DS12C887 设定时间。 DS12C887 的流程图如图 7所示。 图 11 DS12C887 的流程图 开始 DS12C887 初始化 调用函数获取时钟信息 送数据显示 华侨大学厦门工学院 毕业设计 (论文 ) 18 时钟芯片引脚介绍 1） 时钟芯片 DS12C887,其引脚分布图如下所示 图 12 时钟引脚分布 MOT (1 脚 ) ：总线时序模式选择脚。 接高电平时，选择 MOTOROLA 总线方式工作；接低电平或悬空时，芯片按照 INTEL 总线方式工作。 此时其工作时序与MCS51 芯片的片外 RAM 读写时序相伺。 NC (2,3,16,20,21,22 脚 )：不解任何引脚。 AD0~AD7(4~11 脚 )：地址 /地址数据复用总线引脚。 CS(13 脚 )：片选脚，低电平有效。 AS（ 14 脚）：地址锁存输入脚。 引脚上的正脉冲用于切换地址 /数据复用总线。 脉冲后沿将地址锁入 DS12887 中 ,在 Intel 总线方式下 ,该脚等效于 MCS 一51系列单片机芯片的 ALE 脚。 R/W(15 脚 )：读 /写输入脚。 此引脚有两种工作方式，在选择 MOTOROLA 总线方式下，此引脚 用于指示当前的读写周期，高电平表示一个读周期，低电平表示一个写周期；选择 INTEL 中线时序模式时，此引脚为低电平有效的输入脚，相当于通用 RAM 的写使能信号（ /WE） DS(17 脚 )：此引脚有两种工作方式，当 MOT 接高电平时时，此引脚为数据锁存脚；当 MOT 接低电平时，此引脚为读输入脚，在 Mcs 一 51 系统中 ,Ds 相等于 RD 脚。 RESET(18 脚 )：复位输入 ,当 RESET 为低电平且 VCC≥ 时， DS12C887 芯片执行复位操作。 该脚上的电压不影响时钟、日历及片内 RAM的内容。 IRQ(19 脚 )：中断申 请输出脚，低电平有效，只要引起中断的状态位有效且相应的中断允许位为 1,则 IRQ 变为低。 微机需靠读寄存器 C 来清除该脚信基于 DS12C887时钟芯片的高精度时钟的设计 19 号 ,RESET 脚也可清除该信号。 SQW（ 23 脚）：方波信号输出脚。 可通过设置寄存器位 SQWE 关断此信号输出，此信号的输出频率也可通过对芯片内部的寄存器编程予以改变。 VCC（ 24脚）： +5V电源端。 当 Vcc≤ 3v 时 ,芯片内部自动将 Vcc 切换至片内置电池上 ,当 VCC 恢复为 后须经过 100ms 才能对它进行访问。 4 个控制寄存器介绍 DS12C887 有 4 个控制寄存器，在任何时 间都可以进行访问，即使处于更新周期。 寄存器 A 字节的内容如下。 MSB LSB UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 UIP:当该位为一时表明即将产生一次时钟更新周期。 当该位为零时 ,表示至少在 244,s 内不会产生更新。 该位不受 RESET 脚的影响 , 当 UIP 为 0 时，可以获得所有时钟、日历、闹钟信息。 用户将寄存器 B中的 SET位写为 1时 ，可以限制数据的更新的传送并清零 UIP 位。 DV DV DV0：用于打开振荡器和复位分频器 ,将其置为 010 是唯一打开振荡器并使时钟计时的办法 ,置为 1lx 将打开振荡器但使分频器处于复位态 ,下一个更新周期将发生在 DV2,DVI,DV0 被置为 010 的 500ms 之后。 寄存器 B 字节的内容如下。 MSB LSB SET PIE AIE UIE SQWE DM 24/12 DSE SET：设置位，不受到复位操作影响，可以进行读写。 当 0 时，不处于设置状态，芯片更新时间数据；当 1时，抑制数据更新，可以通过程序设定时间和日历信息。 PIE：周期性中断使能位，复位时清除此位，可以进行读写。 当 1时，允许寄存器 C 中的周期中断标志位 PF，驱动 /IRQ 引脚向低产生中断信号输出，中断信号产生的周期通过 RS0~RE3 决定。 AIE：闹钟中断使能位，可以进行读写。 当 1时，允许寄存器 C 中的闹钟中断标志位 AF、闹钟发生时就会通过 /IRQ 引脚产生中断输出。 华侨大学厦门工学院 毕业设计 (论文 ) 20 UIE：数据更新结束中 断使能位，可以进行读写。 复位或者 SET 位为 1时清除此位。 为 1 时允许寄存器 C 中的更新结束标志 UF，更新结束后就会通过 /IRQ引脚产生中断输出。 SQWE：方波使能位，复位时清除此位，可以进行读写。 当 0 时， SQW 引脚保持低电平；当 1时， SQW 引脚输出方波信号，其频率由 RS3~RS0 决定。 DM：数据模式位，不受复位操作影响，可以进行读写。 当 0时，设置时间、日历信息为二进制数据。 当 1 时，设置为 BCD 码数据。 24/12：时间模式设置为，不受复位操作影响，可以进行读写。 当 0 时，设置为 12 小时模式；当 1 时，设置为 24 小时模式。 DSE：当 1 时，会进行两次特殊时间的更新； 4 月的第一个星期日凌晨 1：59： 59 会直接更新到 3： 00： 00， 10 月的最后一个星期日凌晨 1： 59： 59 会直接更新到 1： 00： 00；为 0时，时间信息正常更新，不受复位操作影响，可以进行读写。 寄存器 C 字节内容如下。 MSB LSB IRQF PF AF UF 0 0 0 0 IQRF:中断申请标志位。 当 1 时， /IRQ 引脚为低，产生中断申请。 当 PF、PIE为 1 时或者 AF、 ATE 为 1 或者 UF、 UIE 为 1时，此位为 1，否则置 0. PF：中期中断标志位。 当 1 时，是只读位，与 PIE 位状态无关，由寄存器C操作或者复位操作清除。 AF:闹钟中断标志位。 当 1时，表示当前时间和闹钟设定时间一至，由复位操作或读寄存器 C操作清。