第六章其它接口.ppt

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1、第六章第六章 其它接口其它接口第六章 单片机的其它接口 1 单片机的驱动和隔离 2 日历时钟第六章第六章 其它接口其它接口 1 单片机的驱动和隔离在单片机控制系统中，在单片机控制系统中，CPU 本身的驱动能力是有限的，通常只本身的驱动能力是有限的，通常只能驱动几个能驱动几个TTL门电路。因此，人们常常需要根据不同情况在门电路。因此，人们常常需要根据不同情况在CPU 的地址总线、数据总线和控制总线上加进不同数量和类型的地址总线、数据总线和控制总线上加进不同数量和类型的的驱动电路驱动电路，以增强，以增强CPU 对板内元器件或各类总线的驱动能力。对板内元器件或各类总线的驱动能力。驱动器类型很多，使用

2、场合各异。通常，驱动器可分为板内总线驱动器类型很多，使用场合各异。通常，驱动器可分为板内总线驱动器、线驱动器、外围驱动器、显示驱动器、译码器驱动驱动器、线驱动器、外围驱动器、显示驱动器、译码器驱动器等等。器等等。驱动器不仅可以减轻主机负担，增强驱动器不仅可以减轻主机负担，增强CPU 驱动负载的能力，为驱动负载的能力，为负载电阻和分布电容提供较大的驱动电流，而且也能够负载电阻和分布电容提供较大的驱动电流，而且也能够消除驱消除驱动器后面负载电路对主机芯片的干扰和影响动器后面负载电路对主机芯片的干扰和影响，较好地保证总线，较好地保证总线上信号波形的完整性。上信号波形的完整性。第六章第六章 其它接口其

3、它接口 1.1 板内总线驱动器在单片机控制系统中，板内总线又称内部总线或局部总线，在单片机控制系统中，板内总线又称内部总线或局部总线，是一种以驱动元器件为主的元件级总线。是一种以驱动元器件为主的元件级总线。1板内总线驱动电路板内总线驱动电路 板内总线驱动器通常可分为两种：板内总线驱动器通常可分为两种：一种是数据总线的一种是数据总线的双向驱动器双向驱动器；另一种是地址总线及有关；另一种是地址总线及有关控制总线的控制总线的单向驱动器单向驱动器。单向驱动器常采用。单向驱动器常采用74LS244（或（或8228）八同相三态缓冲）八同相三态缓冲/线驱动器；双向驱动器采用线驱动器；双向驱动器采用74LS2

4、45（或（或8215）八同相三态收发器。）八同相三态收发器。第六章第六章 其它接口其它接口 74LS244逻辑功能74LS245逻辑功能第六章第六章 其它接口其它接口 板内总线驱动器电路图板内总线驱动器电路图第六章第六章 其它接口其它接口图中，图中，1#74LS244：用作用作8031的的P2口高口高8位地址总位地址总线驱动器，由线驱动器，由P2口直接驱动；口直接驱动；2#74LS244用作用作P0口口低低8位地址总线驱动器由位地址总线驱动器由 P0口通过口通过74LS373 锁存器锁存器驱动；双向总线驱动器驱动；双向总线驱动器74LS245 由由P0口驱动，受口驱动，受 和和 控制。若控制。

5、若 =1和和 =0，则数据由外部，则数据由外部存储器或系统总线经存储器或系统总线经74LS245 送入送入P0口；若口；若 =1和和 =0，则数据由，则数据由P0口经口经74LS245送外部存储器或送外部存储器或系统总线。系统总线。第六章第六章 其它接口其它接口 1.2 外围驱动器 在单片机应用中，经常需要用单片机控制各种各样的高压在单片机应用中，经常需要用单片机控制各种各样的高压大电流设备；例如：马达、继电器和调节器等。这些设备的大电流设备；例如：马达、继电器和调节器等。这些设备的负载功率通常较大，直接用单片机的负载功率通常较大，直接用单片机的I/O输出来驱动是不行输出来驱动是不行的，必须采

6、用专门的驱动器，这类驱动器常称为外围驱动器。的，必须采用专门的驱动器，这类驱动器常称为外围驱动器。外围驱动器的电路形式和结构一般具有如下两个特点：外围驱动器的电路形式和结构一般具有如下两个特点：a.采采用集电极开路输出，以便使输出高电压近似等于外加电压，用集电极开路输出，以便使输出高电压近似等于外加电压，调节外加电压一定程度上可以输出比较高的电平去满足负载调节外加电压一定程度上可以输出比较高的电平去满足负载要求，而不受逻辑电平的限制；要求，而不受逻辑电平的限制；b.要求输出晶体管具有比较要求输出晶体管具有比较强的负载能力，能够承受比较大的电流。强的负载能力，能够承受比较大的电流。外围驱动器的输

7、入通常能和外围驱动器的输入通常能和TTL或或CMOS兼容，也可直接由兼容，也可直接由单片机单片机I/O驱动，输出端可以接外围设备，也可以直接驱动驱动，输出端可以接外围设备，也可以直接驱动TTL或或CMOS电路。电路。但应注意但应注意：当负载为感性时外围驱动器：当负载为感性时外围驱动器输出端必须加接限流电阻或箝位二极管。输出端必须加接限流电阻或箝位二极管。第六章第六章 其它接口其它接口常用外围驱动器一览表常用外围驱动器一览表名称型号平均延时(ns)输出电压(V)输出电流(mA)输入端相容电路国内国外双外围正与驱动器CJ0450SN75450B2130300DTLTTL双外围正与驱动器CJ0451

8、SN75451B2130300双外围正与非驱动器CJ0452SN75452B2130300双外围正与驱动器CJ0476SN7547620070300DTLTTLMOS双外围正与非驱动器CJ0477SN7547720070300双外围正或非驱动器CJ0478SN7547820070300双外围正或驱动器CJ0441SN754412230100ECL达林顿反相缓冲器CJ0466SN75466130100350DTLTTLCMOSPMOS达林顿反相缓冲器CJ0467SN75467130100350第六章第六章 其它接口其它接口CJ0452 CJ0452 是双外围正与非驱动器，电路框图如图下所示。是双

9、外围正与非驱动器，电路框图如图下所示。CJ0452逻辑引脚图第六章第六章 其它接口其它接口CJ0452驱动线圈外围驱动器也可用来直接驱动线圈。电感线圈是一种感性负载，外围驱动器也可用来直接驱动线圈。电感线圈是一种感性负载，当流过线圈的电流发生变化时线圈两端会产生很大的反电动势，当流过线圈的电流发生变化时线圈两端会产生很大的反电动势，这个反电动势是有可能损坏驱动器中输出晶体管的。因此，为了这个反电动势是有可能损坏驱动器中输出晶体管的。因此，为了防止驱动器损坏，线圈两端必需加接箝位二极管。当防止驱动器损坏，线圈两端必需加接箝位二极管。当8031在在P1.7输输出低电平时，出低电平时，CJ0452相

10、应的输出晶体管导通相应的输出晶体管导通,继电器线圈中有电继电器线圈中有电流流过流流过,继电器吸合；当继电器吸合；当8031在在P1.7输出高电平驱动器相应输出晶输出高电平驱动器相应输出晶体管截止，继电器线圈中无电流流过，继电器不吸合，触点常开。体管截止，继电器线圈中无电流流过，继电器不吸合，触点常开。图中二极管用于箝位线圈两端可能出现的反电动势。图中二极管用于箝位线圈两端可能出现的反电动势。第六章第六章 其它接口其它接口单片机和继电器的接口第六章第六章 其它接口其它接口继电器的主要电气参数v线圈电源和功率：指继电器线圈电源是直流还是交线圈电源和功率：指继电器线圈电源是直流还是交流以及线圈消耗的

11、额定功率。一般用于单片机系统流以及线圈消耗的额定功率。一般用于单片机系统的线圈电源为直流的。的线圈电源为直流的。v额定工作电压或额定工作电流：指继电器正常工作额定工作电压或额定工作电流：指继电器正常工作时线圈需要的电压或电流值。一般同一型号的继电时线圈需要的电压或电流值。一般同一型号的继电器都有不同的额定工作电压和额定工作电流，以适器都有不同的额定工作电压和额定工作电流，以适应不同电路的需要。应不同电路的需要。v线圈电阻：指线圈的电阻值。利用该值和额定工作线圈电阻：指线圈的电阻值。利用该值和额定工作电压就可推知其额定工作电流。电压就可推知其额定工作电流。第六章第六章 其它接口其它接口v吸合电压

12、或电流：指继电器能产生吸合动作的最小吸合电压或电流：指继电器能产生吸合动作的最小电压或电流，其值一般为额定电压或电流值的电压或电流，其值一般为额定电压或电流值的75。但一般仅给继电器加吸合电压，其工作是不可靠的。但一般仅给继电器加吸合电压，其工作是不可靠的。v释放电压或电流：继电器两端的电压减小到一定数释放电压或电流：继电器两端的电压减小到一定数值时，继电器就从吸合状态转换到释放状态，释放值时，继电器就从吸合状态转换到释放状态，释放电压或电流指的是产生释放动作的最大电压或电流电压或电流指的是产生释放动作的最大电压或电流值，其值往往比吸合电压小得多值，其值往往比吸合电压小得多v接点负荷：指接点的

13、负载能力。因为继电器的接点接点负荷：指接点的负载能力。因为继电器的接点在切换时能承受的电压和电流值是有限的。继电器在切换时能承受的电压和电流值是有限的。继电器工作时其电流和电压都不应该超过此值，否则会影工作时其电流和电压都不应该超过此值，否则会影响工作甚至损坏节点。响工作甚至损坏节点。第六章第六章 其它接口其它接口继电器的选用v继电器额定工作电压的选择：其值应等于或小于继电器线圈继电器额定工作电压的选择：其值应等于或小于继电器线圈控制电路的电压，在继电器驱动时，还要考虑其额定工作电控制电路的电压，在继电器驱动时，还要考虑其额定工作电流，是否在所设计的驱动电路所能提供的输出电流的范围之流，是否在

14、所设计的驱动电路所能提供的输出电流的范围之内，必要时可增加一级驱动或增加一个中间继电器。内，必要时可增加一级驱动或增加一个中间继电器。v接点负荷的选择：根据电流所驱动的外设，选择合适的接点接点负荷的选择：根据电流所驱动的外设，选择合适的接点负荷；主要是根据被驱动设备工作电压的大小、类型和工作负荷；主要是根据被驱动设备工作电压的大小、类型和工作电流大小来考虑。电流大小来考虑。v接点数量和种类的选择：同一系列的继电器接点和接点类型接点数量和种类的选择：同一系列的继电器接点和接点类型可有不同，如单刀双掷、双刀双掷等。选用时可根据需要，可有不同，如单刀双掷、双刀双掷等。选用时可根据需要，以充分利用各组

15、接点，达到简化控制线路、缩小体积的目的。以充分利用各组接点，达到简化控制线路、缩小体积的目的。v有关继电器的体积、封装形式、工作环境、绝缘能力以及吸有关继电器的体积、封装形式、工作环境、绝缘能力以及吸合和释放时间等参数，在继电器选择时也应该一并考虑。以合和释放时间等参数，在继电器选择时也应该一并考虑。以选择性价比高的产品。选择性价比高的产品。第六章第六章 其它接口其它接口1.4 电气隔离技术在工业控制领域中，单片机不仅要输入被控系统的开关量在工业控制领域中，单片机不仅要输入被控系统的开关量和模拟量，而且还要把经过处理后的信息以开关量和模拟和模拟量，而且还要把经过处理后的信息以开关量和模拟量形式

16、输出并控制被控系统工作，这些开关量（如：动力量形式输出并控制被控系统工作，这些开关量（如：动力回路的启闭、机械限位开关状态等等）和模拟量（如压力、回路的启闭、机械限位开关状态等等）和模拟量（如压力、温度和流量传感器的输出，发电机的输出电压、电流和功温度和流量传感器的输出，发电机的输出电压、电流和功率、电网电压，等等）本身往往就是强电系统。因此，强率、电网电压，等等）本身往往就是强电系统。因此，强电控制电路必将会对单片机控制系统产生严重干扰，以致电控制电路必将会对单片机控制系统产生严重干扰，以致单片机控制系统不能正常工作。单片机控制系统不能正常工作。单片机控制系统和强电控制回路共地是引起干扰的主

17、要原单片机控制系统和强电控制回路共地是引起干扰的主要原因。消除这些干扰的最有效方法是使单片机弱电部分和强因。消除这些干扰的最有效方法是使单片机弱电部分和强电控制回路的地隔开，在电气连接上切断它们彼此间的耦电控制回路的地隔开，在电气连接上切断它们彼此间的耦合通路。合通路。在单片机控制系统中，电气隔离通常可分为单片机对开关在单片机控制系统中，电气隔离通常可分为单片机对开关量的输入量的输入/输出隔离和单片机对模拟量输入的隔离。输出隔离和单片机对模拟量输入的隔离。第六章第六章 其它接口其它接口1单片机对开关量输出的隔离电路单片机对开关量输出的隔离电路 在单片机控制开关量输出电路时，通常需要把输出在单片

18、机控制开关量输出电路时，通常需要把输出开关量先锁存在开关量先锁存在74LS273、74LS373 或者或者8224 等等锁存器中，然后在锁存器和开关量输出电路间放置锁存器中，然后在锁存器和开关量输出电路间放置隔离电路。隔离电路。隔离电路通常可分为隔离电路通常可分为继电器隔离继电器隔离和和光隔离器光隔离器两类。两类。第六章第六章 其它接口其它接口2单片机对开关量和模拟量输人的隔离单片机对开关量和模拟量输人的隔离 通常，光隔离器也用来隔离输入的开关量和模拟量，以消除输通常，光隔离器也用来隔离输入的开关量和模拟量，以消除输入回路对单片机的共地。入回路对单片机的共地。光隔离器用于隔离输入模拟量时，模拟

19、量可以先由光隔离器用于隔离输入模拟量时，模拟量可以先由A/D 转换器转换器变成数字量，然后再通过光隔离器送给变成数字量，然后再通过光隔离器送给CPU。第六章第六章 其它接口其它接口光耦v光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信息发出端息发出端(一次一次侧侧)与信息输出端与信息输出端(二次侧二次侧)是电绝缘是电绝缘的的(光耦有很高的绝缘电阻，可达光耦有很高的绝缘电阻，可达1010欧姆，并能承欧姆，并能承受受1500V以上的高压，从而对以上的高压，从而对“地电位差干扰地电位差干扰”有有很强的抑制能力。很强的抑制能力。)，而且有很强的抑制电磁干扰的，而

20、且有很强的抑制电磁干扰的能力，且速度高，价格低，接口简单，因而得到广能力，且速度高，价格低，接口简单，因而得到广泛的应用。泛的应用。v光电耦合器的一次侧都是发光二极管，但是二次侧光电耦合器的一次侧都是发光二极管，但是二次侧则有多种结构，如光敏二极管、光敏晶体管、复合则有多种结构，如光敏二极管、光敏晶体管、复合管、光触发可控硅等。管、光触发可控硅等。第六章第六章 其它接口其它接口二极管-三极管型光耦 虚线框内是光电耦合器，虚线框内是光电耦合器，D1是是发光二极管发光二极管，T2是光敏三是光敏三极管。极管。D1与与T2之间是电绝缘之间是电绝缘的。在的。在D1通过电流通过电流IF后，后，D1发出红外

21、光，发出红外光，T2受光刺激后受光刺激后便产生电流便产生电流IC，从而从而在在RL上产上产生压降生压降VO。IC、VO只与只与IF有有关，与光耦两侧的电位无关，关，与光耦两侧的电位无关，抑制了两侧地电位差所产生抑制了两侧地电位差所产生的干扰。的干扰。第六章第六章 其它接口其它接口光耦的特性参数v导通电流和截至电流：对不同的光耦，其驱动发光二导通电流和截至电流：对不同的光耦，其驱动发光二极管导通的电流用也不一样。当发光二极管两端通以极管导通的电流用也不一样。当发光二极管两端通以一定电流一定电流IF时，光耦输出端处于导通状态；而当流过时，光耦输出端处于导通状态；而当流过发光二极管的电流小于某一电流

22、值时，光耦输出端截发光二极管的电流小于某一电流值时，光耦输出端截至。不同类型光耦其值不同，一般典型值为几毫安。至。不同类型光耦其值不同，一般典型值为几毫安。v频率响应：由于受发光二极管和光敏三极管响应时间频率响应：由于受发光二极管和光敏三极管响应时间的影响，开关信号的传输速度和频率受光耦频率特性的影响，开关信号的传输速度和频率受光耦频率特性的影响，因此，在高频信号的传输中要考虑其频率特的影响，因此，在高频信号的传输中要考虑其频率特性。在开关量传输过程中，输出开关信号频率一般较性。在开关量传输过程中，输出开关信号频率一般较低，不会因为光耦的频率特性而受影响。低，不会因为光耦的频率特性而受影响。第

23、六章第六章 其它接口其它接口光耦的特性参数v输出端工作电流：当光耦处于导通状态时，流输出端工作电流：当光耦处于导通状态时，流过光敏三极管的电流若超过了某个额定值，就过光敏三极管的电流若超过了某个额定值，就可能使输出端击穿而导致光耦的损坏，这个参可能使输出端击穿而导致光耦的损坏，这个参数对输出接口设计极为重要。因为其工作电流数对输出接口设计极为重要。因为其工作电流值表示该光耦的驱动能力。一般这个电流值在值表示该光耦的驱动能力。一般这个电流值在几十到几百毫安。几十到几百毫安。v输出端暗电流：指当光耦处于截至状态时，流输出端暗电流：指当光耦处于截至状态时，流经开关的电流。对光耦来讲，此值越小越好。经

24、开关的电流。对光耦来讲，此值越小越好。为了防止由此引起输出端的误触发，在接口电为了防止由此引起输出端的误触发，在接口电路设计时，应考虑该电流对输出驱动电路的影路设计时，应考虑该电流对输出驱动电路的影响。响。第六章第六章 其它接口其它接口光耦使用注意事项v利用光耦实现系统模块隔离时，不同模块必须采用不同的电利用光耦实现系统模块隔离时，不同模块必须采用不同的电源供电，即光耦的输入端和输出端所用的电源必须不共地，源供电，即光耦的输入端和输出端所用的电源必须不共地，否则，就没有隔离而言，因为干扰信号可以通过电源组成的否则，就没有隔离而言，因为干扰信号可以通过电源组成的通路，很容易地从被隔离端窜到输入端

25、。通路，很容易地从被隔离端窜到输入端。错误接线正确接线第六章第六章 其它接口其它接口第六章第六章 其它接口其它接口DC/DC变换v在在单片机系统中，通过电源引入的干扰往往时导致单片机系统中，通过电源引入的干扰往往时导致系统不能可靠工作或损坏的主要因素。因此，在系系统不能可靠工作或损坏的主要因素。因此，在系统设计时，必须使被隔离的各个部分具有独立的电统设计时，必须使被隔离的各个部分具有独立的电源供电，以切断通过电源串入的各种干扰。源供电，以切断通过电源串入的各种干扰。v获得隔离直流电源的方法是采用具有隔离功能的获得隔离直流电源的方法是采用具有隔离功能的DC/DC(直流直流/直流直流)变换器。其功

26、能是将输入的直流变换器。其功能是将输入的直流电压转换成与输入电压隔离的直流电压输出。电压转换成与输入电压隔离的直流电压输出。v不同型号的不同型号的DC/DC变换器，除了输出电压不同外，变换器，除了输出电压不同外，其驱动能力也不相同，即其输出端能提供的最大电其驱动能力也不相同，即其输出端能提供的最大电流也不同。流也不同。第六章第六章 其它接口其它接口DC/DC变换器示例v5S5/50：输入+5V，输出+5V，最大输出电流为50mA。v5D12/100：输入+5V，输出12V，最大输出电流为100mA。第六章第六章 其它接口其它接口说明vS：表示单路输入单路输出表示单路输入单路输出；D：表示单路输

27、入双表示单路输入双路输出。路输出。IGND：为：为输入地输入地；OGND：为输出地。为输出地。vDC/DC变换原理：将输入的直流电压调制成交流电变换原理：将输入的直流电压调制成交流电压，经过变压器耦合到输出级，然后对耦和过来的压，经过变压器耦合到输出级，然后对耦和过来的信号经过解调、整流、滤波等处理后，得到要求的信号经过解调、整流、滤波等处理后，得到要求的直流输出电压、直流输出电压、v电源的隔离还可以采用独立变压器来实现。它们各电源的隔离还可以采用独立变压器来实现。它们各有优缺点。有优缺点。DC/DC：体积小；体积小；但价格昂贵且输出但价格昂贵且输出电流一般较小。变压器隔离：体积大，但价格便宜

28、，电流一般较小。变压器隔离：体积大，但价格便宜，往往可以提供较大的输出电流。往往可以提供较大的输出电流。第六章第六章 其它接口其它接口RS485通信的接口第六章第六章 其它接口其它接口单片机和继电器的接口第六章第六章 其它接口其它接口日历时钟芯片日历时钟芯片DS12887 DS12887 是美国达拉斯半导体公司是美国达拉斯半导体公司(Dallas)推出推出的实时时钟芯片，的实时时钟芯片，采用采用CMOS 技术制成，具有内技术制成，具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池。部晶振和时钟芯片备份锂电池。采用采用DS12887芯片设计的时钟电路无需任何外围电芯片设计的时钟电路无需任何外围电路和器件，并具有良

29、好的微机接口。路和器件，并具有良好的微机接口。DS12887芯片芯片具有微功耗，外围接口简单，精度高，工作稳定可具有微功耗，外围接口简单，精度高，工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统中。钟系统中。第六章第六章 其它接口其它接口DS12887 主要功能简介主要功能简介v内含一个锂电池内含一个锂电池,断电情况运行十年以上不丢失数据。断电情况运行十年以上不丢失数据。v计秒计秒,分分,时时,天天,星期星期,日日,月月,年年,并有闰年补偿功能。并有闰年补偿功能。v二进制数码二进制数码或或BCD 码表示时间码表示时间,日历和定闹。日历和定

30、闹。v12 小时或小时或24 小时制小时制,12 小时时钟模式带有小时时钟模式带有PM和和AM指示指示,有夏令时功能。有夏令时功能。vMOTOROLA 和和INTEL 总线时序选择。总线时序选择。v有有128 个字节个字节RAM 单元与软件接口单元与软件接口,其中其中14 个字节作个字节作为时钟和控制寄存器为时钟和控制寄存器,114 字节为通用字节为通用RAM,所有所有RAM单元数据都具有掉电保护功能。单元数据都具有掉电保护功能。v可编程方波信号输出。可编程方波信号输出。v中断信号输出中断信号输出(IRQ)和总线兼容和总线兼容,定闹中断定闹中断,周期性周期性中断中断,时钟更新周期结束中断可分别

31、由软件屏蔽时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽,也可也可分别进行测试。分别进行测试。第六章第六章 其它接口其它接口原理及管脚说明原理及管脚说明DS12887 内部由振荡电路内部由振荡电路,分频电路分频电路,周期中断周期中断/方波方波选择电路选择电路,14 字节时钟和字节时钟和控制单元控制单元,114 字节用户非字节用户非易易失失RAM,十进制十进制/二进二进制计加器制计加器,总线接口电路总线接口电路,电源开关写保护单元和内电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。部锂电池等部分组成。DS12887 管脚分配如图。管脚分配如图。第六章第六章 其它接口其它接口引脚说明vVcc:直流电源直流电源+5

32、V 电压。当电压。当5V 电压在正常范围内时电压在正常范围内时,数据数据可读写可读写;当当Vcc 低于低于4.25V,读写被禁止读写被禁止,计时功能仍继续计时功能仍继续;当当Vcc 下降到下降到3V 以下时以下时,RAM和计时器供电被切换到内部锂电和计时器供电被切换到内部锂电池。池。vMOT(模式选择模式选择):MOT 管脚接到管脚接到Vcc 时时,选择选择MOTOROLA 时序时序,当接到当接到GND 时时,选择选择INTEL 时序。时序。vDS(数据选通或读输入数据选通或读输入):DS/RD 管脚有两种操作模式管脚有两种操作模式,取决取决于于MOT 管脚的电平管脚的电平,当使用当使用MOT

33、OROLA 时序时时序时,DS 是一是一正脉冲正脉冲,出现在总线周期的后段出现在总线周期的后段,称为数据选通称为数据选通;在读在读周周,DS 指示指示DS12887 驱动双向总线的时刻驱动双向总线的时刻;在写周期在写周期,DS 的后沿使的后沿使DS12887锁存写数据。选择锁存写数据。选择INTEL 时序时时序时,DS 称称(RD),RD与与典型存贮器的允许信号典型存贮器的允许信号(OE)的定义相同。的定义相同。vSQW(方波信号输出方波信号输出):SQW 管脚能从实时时钟内部管脚能从实时时钟内部15 级分频级分频器的器的13 个抽头中选择一个作为输出信号个抽头中选择一个作为输出信号,其输出频

34、率可通过其输出频率可通过对寄存器对寄存器A 编程改变。编程改变。第六章第六章 其它接口其它接口vAD0 AD7(双向地址双向地址/数据复用线数据复用线):总线接口总线接口,可与可与MOTOROLA 微机系列微机系列和和INTEL 微机系列接口。微机系列接口。vAS(地址选通输入地址选通输入):用于实现信号分离用于实现信号分离,在在AD/ALE 的下降的下降沿把地址锁入沿把地址锁入DS12887。v R/W(读读/写输入写输入):R/W 管脚也有两种操作模式。选管脚也有两种操作模式。选MOTOROLA 时序时时序时,R/W 是一电平信号是一电平信号,指示当前周期是读指示当前周期是读或写周期或写周

35、期,DS 为高电平时为高电平时,R/W高电平指示读周期高电平指示读周期,R/W 信号信号是一低电平信号是一低电平信号,称为称为WR。在此模式在此模式,R/W管脚与通用管脚与通用RAM 的写允许信号的写允许信号(WE)的含义相同。的含义相同。v/CS(片选输入片选输入):在访问在访问DS12887 的总线周期内的总线周期内,片选信号必须片选信号必须保持为低。保持为低。v/IRQ(中断申请输入中断申请输入):低电平有效低电平有效,可作微处理的中断输入。可作微处理的中断输入。没有中断的条件满足时没有中断的条件满足时,IRQ处于高阻态。处于高阻态。IRQ线是漏极开中线是漏极开中输入输入,要求外接上接电

36、阻。要求外接上接电阻。v/RESET(复位输出复位输出):当该脚保持低电平时间大于当该脚保持低电平时间大于200ms,保证保证DS12887 有效复位有效复位。第六章第六章 其它接口其它接口内部框图第六章第六章 其它接口其它接口内部电路构成DS12887 内部包括：内部包括：振荡电路振荡电路；分频电路分频电路；周期中断周期中断/方波选择方波选择电路电路；14 字节时钟和控制单元字节时钟和控制单元；114 字节用字节用户非易失户非易失RAM；十进制十进制/二进制计数器二进制计数器；总总线接口电路线接口电路；电源开关写保护单元和内部锂电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。电池等部分组成。第六章

37、第六章 其它接口其它接口 DS12887内部寄存器的功能vCPU 通过通过读读DS12887的内部时标寄存器得到的内部时标寄存器得到当前的时间和日历当前的时间和日历。vCPU通过选择二进制码通过选择二进制码或或BCD 码初始化芯片码初始化芯片的的10 个时标寄存器。个时标寄存器。v其其114bit 非易失性静态非易失性静态RAM 可供用户使用可供用户使用，对于没有对于没有RAM 的单片机应用系统的单片机应用系统,可在主机可在主机掉电时来保存一些重要的数据。掉电时来保存一些重要的数据。vDS12887 的的4 个状态寄存器用来控制和指出个状态寄存器用来控制和指出DS12887 模块的当前工作状态

38、模块的当前工作状态，除数据更新周除数据更新周期外期外，程序可随时读写这程序可随时读写这4 个寄存器个寄存器。第六章第六章 其它接口其它接口DS12887 内部内部RAM各专用寄存器地址功能各专用寄存器地址功能地址单元地址单元用途用途地址单元地址单元用途用途地址地址00H秒秒地址地址01H秒闹秒闹地址地址02H分分地址地址03H分闹分闹地址地址04H时时地址地址05H时闹时闹地址地址06H星期星期地址地址07H日日(两位数两位数)地址地址08H月月(两位数两位数)地址地址09H年年(两位数两位数)地址地址0AH寄存器寄存器A地址地址0BH寄存器寄存器B地址地址0CH寄存器寄存器C地址地址0DH寄

39、存器寄存器D0EH7FH不掉电不掉电RAM 区区,共共114 字节字节第六章第六章 其它接口其它接口v地址地址00H03H 单元取值范围是单元取值范围是00H3BH(10 进制进制为为059)；04H05H 单元按单元按12小时制取值范围是小时制取值范围是上午上午(AM)01H0CH(112)、下午下午(PM)81H8CH(8192)，按按24小时制取值范围是小时制取值范围是00H17H(123)；06H 单元取值范围是单元取值范围是00H07H(07)；07H 单元取值范围是单元取值范围是01H1FH(131)；08H 单元单元取值范围是取值范围是01H0CH(112)；09H 单元的取值范

40、单元的取值范围是围是00H 63H(0 99)。vDS12887 的的RAM 和各专用寄存器的访问可如下实和各专用寄存器的访问可如下实现现，若片选地址若片选地址CS=#0DDXXH，则芯片内部则芯片内部RAM和寄存器的地址为和寄存器的地址为#0DD00H#0DD7FH。应指出的是应指出的是,尽管尽管DS12887 的专用时标年寄存器只有的专用时标年寄存器只有一个一个，但通过软件编程可利用其内部的不掉电但通过软件编程可利用其内部的不掉电的的RAM区一个字节实现年度的高两位显示区一个字节实现年度的高两位显示，所所以以DS12887跨越跨越2000 年的计时不成问题。年的计时不成问题。第六章第六章

41、其它接口其它接口寄存器寄存器Av寄存器寄存器A 各位不受复位的影响各位不受复位的影响,UIP 位为只读位为只读位位,其它各位均可读写。寄存器的控制字的格其它各位均可读写。寄存器的控制字的格式如下表所列。式如下表所列。BIT7BIT7BIT6BIT6BIT5BIT5BIT4BIT4BIT3BIT3BIT2BIT2BIT1BIT1BIT0BIT0UIPUIPDV2DV2DV1DV1DV0DV0RS3RS3RS2RS2RS1RS1RS0RS0第六章第六章 其它接口其它接口vUIP UIP 位位:更新周期标志位。该位为更新周期标志位。该位为“1 1”时时,表示芯片正处于表示芯片正处于或即将开始更新周期

42、或即将开始更新周期,此时程序不准读写时标寄存器此时程序不准读写时标寄存器;该位该位为为“0 0”时时,表示至少在表示至少在244244s s 后才开始更新周期后才开始更新周期,此时程此时程序可读芯片内时标寄存器。该位是只读位。序可读芯片内时标寄存器。该位是只读位。vDV0 DV0、DV1 DV1、DV2:DV2:芯片内部振荡器芯片内部振荡器RTC RTC 控制位。当芯片解控制位。当芯片解除复位状态除复位状态,并将并将010 010 写入写入DV0 DV0、DV1 DV1、DV2 DV2 后后,另一个更另一个更新周期将在新周期将在500500ms ms 后开始。因此后开始。因此,在程序初始化时可

43、用这三在程序初始化时可用这三位精确地使芯片在设定的时间开始工作。位精确地使芯片在设定的时间开始工作。vRS3 RS3、RS2 RS2、RS1 RS1、RS0:RS0:周期中断可编程方波输出速率选周期中断可编程方波输出速率选择位。各种不同的组合可以产生不同的输出。程序可以通择位。各种不同的组合可以产生不同的输出。程序可以通过设置寄存器过设置寄存器B B 的的SQWF SQWF 和和PIE PIE 位控制是否允许周期中断和位控制是否允许周期中断和方波输出。其寄存器方波输出。其寄存器A A 输出速率选择位如下表所输出速率选择位如下表所列。列。第六章第六章 其它接口其它接口DS12887 控制寄存器控

44、制寄存器A 输出速率选择位定义输出速率选择位定义寄存器寄存器A A 输出速率选择输出速率选择位位32768Hz 32768Hz 时基时基RS3RS3RS2RS2RS1RS1RS0RS0中断周期中断周期SQWF SQWF 输出频率输出频率0 00 00 00 0无无无无0 00 00 01 13.90625ms256Hz0 00 01 10 07.8125ms 128Hz0 00 01 11 1122.07s8.192kHz0 01 10 00 0244.141s4.096kHz0 01 10 01 1488.281s2.048kHz0 01 11 10 0976.5625s1.024kHz第六

45、章第六章 其它接口其它接口续表续表0 01 11 11 11.953125ms512Hz1 10 00 00 03.90625ms256Hz1 10 00 01 17.812ms128Hz1 10 01 10 015.625ms64Hz1 10 01 11 131.25ms32Hz1 11 10 00 062.5ms16Hz1 11 10 01 1125ms8Hz1 11 11 10 0250ms4Hz1 11 11 11 1500ms2Hz第六章第六章 其它接口其它接口寄存器寄存器Bv寄存器寄存器B 允许读写允许读写,主要用于控制芯片的工主要用于控制芯片的工作状态。寄存器作状态。寄存器B 的

46、控制字的格式如下表的控制字的格式如下表 所列所列。BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0SETPIEAIEUIESQWEDM24/12DSE第六章第六章 其它接口其它接口vSET SET 位位:当该位为当该位为“0 0”时时,芯片处于正常工作状态芯片处于正常工作状态,每秒产生每秒产生一个更新周期来更新时标寄存器。为一个更新周期来更新时标寄存器。为“1 1”时时,芯片停止工作芯片停止工作,程序在此期间可初始化芯片的各个时标寄存器。程序在此期间可初始化芯片的各个时标寄存器。vPIEPIE、AIEAIE、UIE UIE 位位:分别为周期中断、报警中断、更新周期分别为周期中断

47、、报警中断、更新周期结束中断允许位。各位为结束中断允许位。各位为“1 1”时时,允许芯片发相应的中断。允许芯片发相应的中断。vSQWE SQWE 位位:方波输出允许位。方波输出允许位。SQWE=SQWE=“1 1”,按寄存器按寄存器A A 输出输出速率选择位所确定的频率输出方波速率选择位所确定的频率输出方波;SQWE=SQWE=“0 0”,脚脚SQWSQW保持保持低电平。低电平。vDM DM 位位:时标寄存器用十进制时标寄存器用十进制BCD BCD 码表示或用二进制表示格式码表示或用二进制表示格式选择位。选择位。DM=DM=“0 0”时时,为十进制为十进制BCD BCD 码码;DM=DM=“1

48、 1”时时,为二为二进制码。进制码。v24/12 24/12 位位:24/12:24/12 小时模式设置位。小时模式设置位。24/1224/12位位=“1 1”时时,为为24 24 小时工作模式小时工作模式;24/12;24/12 位位=“0 0”时时,为为12 12 小时工作模小时工作模式。式。vDSE DSE 位位:夏令时服务位。夏令时服务位。DSE=DSE=“1 1”,夏时制设置有效夏时制设置有效,夏时夏时制结束可自动刷新恢复时间制结束可自动刷新恢复时间;DSE=DSE=“0 0”,无效。无效。第六章第六章 其它接口其它接口寄存器寄存器Cv寄存器寄存器C 的控制字的格式如下表所列。该寄存

49、器的的控制字的格式如下表所列。该寄存器的特点是程序访问读该寄存器后特点是程序访问读该寄存器后,该寄存器的内容将自该寄存器的内容将自动清零动清零,从而使从而使IRQF 标志位变为高电平标志位变为高电平,否则否则,芯片芯片将无法将无法向向CPU 申请下一次中断。申请下一次中断。BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0IRQFPFAFUF0000第六章第六章 其它接口其它接口vIRQF 位位:中断申请标志位。该位逻辑表达式为中断申请标志位。该位逻辑表达式为:IRQF=PFPIE+AFAIE+UFUIE。当。当IRQF 位位变变“1”时时,引脚将变低电平引发中断申请。引脚将变低

50、电平引发中断申请。vPF、AF、UF 位位:这三位分别为周期中断、报警中这三位分别为周期中断、报警中断、更新周期结束中断标志位。只要满足各中断的断、更新周期结束中断标志位。只要满足各中断的条件条件,相应的中断标志位将置相应的中断标志位将置“1”。vBIT3BIT0:未定义的保留位。读出值始终为未定义的保留位。读出值始终为0。第六章第六章 其它接口其它接口寄存器寄存器Dv寄存器寄存器D 为只读寄存器。寄存器为只读寄存器。寄存器D 的控制字的格式的控制字的格式如下表所示。如下表所示。vVRT 位位:芯片内部芯片内部RAM 与寄存器内容有效标志位。与寄存器内容有效标志位。该位为该位为“1”时时,指芯