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        基于MCS-51系列單片機時間控制器軟件的設計與實現(xiàn)

        2012-03-29 08:51:26陳繼軍
        電腦與電信 2012年12期
        關鍵詞:單片機系統(tǒng)

        陳繼軍

        (江蘇海事職業(yè)技術學院信息工程系,江蘇 南京 211170)

        1.引言

        隨著人們生活節(jié)奏的加快,對時間控制的要求越來越高,但市場上,此方面的產品精度不夠或調時精度較低,本設計采用實時芯片DS1302來控制時間的顯示,精確度可達秒級,同時,采用E22PROM 24C02來存儲相應的數(shù)據(jù),對應了一天中的每一分鐘,可準確地對時間進行控制,在用戶的要求下,可在任一時刻產生信號,以達到時間控制的目的。

        2.軟件設計的總體思路

        根據(jù)系統(tǒng)的要求及對實際應用可行性的分析,由于系統(tǒng)中數(shù)碼管的動態(tài)顯示部分的特殊要求,本系統(tǒng)軟件設計分兩部分完成,第一部分為主程序,第二部分中斷顯示子程序。其具體完成的功能和說明如下:

        主程序主要完成的功能為:起動時鐘,讀取DS1302里的內容,通過數(shù)據(jù)轉化,使其能正確在數(shù)碼管顯示。根據(jù)時間生成地址讀24C02里相應單元的內容,將讀出的內容送端口。按照對應原則,將某一位數(shù)據(jù)取出,并將它送端口。中斷子程序主要完成的功能為:定時產生中斷,讀取單片機里的某一空間,確定段選碼、位選碼的選定。用查表的方式,進行一定的數(shù)據(jù)轉化,確定顯示的段選碼,并應用移位的方式,取出其相對應的位選碼。

        3.系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

        3.1 程序初始化部分

        根據(jù)51系列單片機語言的設計原則,需要對主程序、中斷子程序的入口地址進行設定,并對各寄存器、存儲單元進行初始化操作。程序中,R0寄存器用于顯示單元的跟蹤,初始化時將其所指向的單元進行清零操作;R1寄存器用于中斷子程序中段選碼的選擇;R2寄存器用于數(shù)碼管顯示部分位選碼的確定;將用于讀DS1302后存儲讀出數(shù)據(jù)的暫存空間進行清零;主程序還要對定時器的工作方式、初始值進行設置,使其定時產生中斷。

        3.2 數(shù)碼管動態(tài)顯示及中斷顯示部分

        為增加系統(tǒng)設計的合理性,本系統(tǒng)中采用數(shù)碼管動態(tài)顯示技術和中斷顯示方式。程序中,首先對累加器、狀態(tài)寄存器進行壓棧操作,確保中斷子程序的正常執(zhí)行。隨后對位選碼進行選定,在對段選碼的單元進行加1操作后,應判斷單元是否到最后一位,如到最后一位,應給段選碼、位選碼進行初始化操作,如未到最后一位,則對位選碼進行移位操作,最后CPU開中斷,將累加器、狀態(tài)寄存器進行出棧后返回主程序。

        3.3 讀寫DS1302部分

        讀寫DS1302部分應注意時序的關系,在每次讀時、分、秒寄存器的內容時,必須先寫入地址命令字,讀寫時分別調用單個字節(jié)讀寫子程序。在將時、分、秒寄存器里的數(shù)據(jù)讀出后,由于數(shù)據(jù)格式的不一樣,必須經(jīng)過轉化才得使數(shù)碼管正常顯示。定義三個單元作為從DS1302里秒、分、時寄存器讀出的數(shù)據(jù)的暫存空間,然后再將其轉化。定義六個單元作為轉化后的數(shù)據(jù)暫存空間,此空間里的數(shù)據(jù)可由中斷顯示子程序經(jīng)過查表操作后交由數(shù)碼管直接顯示。

        3.4 操作E2PROM 24C02部分

        從DS1302里讀出的數(shù)據(jù)是BCD碼格式,本系統(tǒng)中要將其作為地址關系的相應轉化,為了方便與地址的轉化,必須將BCD碼格式轉化成二進制形式。24C02是一個具有256字節(jié)單元的電可擦寫存儲器,本系統(tǒng)必須將一天中的每一分鐘形成與24C02地址相對應的關系。一天共有1440分鐘,而24C02共有2048個位,則需將時間按位存儲,存儲器的每一位代表一天中的一分鐘,按照對應關系,可將24C02中每8個字節(jié)劃分為一大段,每一大段中有64個比特位,可按位存儲一小時中的60分,此時時間轉化成對應24C02中的地址,轉化方式為將時間中的小時位取出,乘以8即可得出24C02中每一大段的段首地址,再將時間中的分位取出,除以8可得到段內地址,此時,將段首地址加上段內地址即為真正的地址,分位除以8后得到的商即為段內字節(jié)中的對應分的位數(shù)。

        4.結束語

        目前,市場上的時間控制器大部分設置的任意性能不好,且精度不夠。本系統(tǒng)可對一天中任一分鐘進行設置,只需通過軟件對E2RPOM 24C02寫入數(shù)據(jù),則系統(tǒng)會根據(jù)24C02里的數(shù)據(jù),準確地將信號輸出,達到用戶所需的功能。同時,本系統(tǒng)硬件電路簡單,軟件易操作,精度較高,性價比較高,可廣泛投入市場使用,具有一定的使用價值。

        [1]張毅剛等.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,1997.

        [2]陳志輝.I2C總線在MCS51系列單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的實現(xiàn)[J].微計算機信息,2005.

        [3]沈德金等.MCS-51系列單片機接口電路與應用程序實例[M].北京:北京航空航天大學出版社,1990.

        [4]沈美明等.IBM-PC匯編語言程序設計[M].北京:清華大學出版社,2003.

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