基于C51串行時鐘DS1305在無紙記錄儀中的實現(xiàn)

關(guān)鍵詞：C51 串行時鐘 無紙記錄儀

關(guān)于Dallas公司的串行實時鐘芯片DS1305工作原理，在參考文獻[2]有詳細的介紹，本文不再贅述。本文從C51的角度，來詳細介紹DS1305在我們所研制的無紙記錄儀上的實現(xiàn)。
1 C51的特點
C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)，運算速度快，編譯效率高,有良好的可移植性而且可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。
C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它支持由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)。
C語言程序具有完善的模塊化程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計方法提供了有力保障。因此，使用C語言進行程序設(shè)計來編寫目標系統(tǒng)軟件會大大縮短開發(fā)周期，增加軟件的可讀性，便于改進和擴充。
本系統(tǒng)采用Keil公司的C51編譯器,版本為V6.10a。

2 DS1305與AT89C55WD的連接圖
見圖1
說明：本系統(tǒng)SERMODE 腳與VCC相連，為MOTOROLA SPI 方式。INT0腳與AT89C55WD的INT0腳相連，對時鐘進行每秒中斷1次編程，CPU每秒對4個通道進行采樣。

3 DS1305引腳定義
根據(jù)C51 所提供的定義關(guān)鍵字SBIT，進行如下的定義：
SBIT clk_ce=P1^3; /*時鐘片選*/
SBIT sclk_bit=P2^4; /*時鐘脈沖輸入端*/
SBIT sdi_bit=P2^6; /*時鐘輸入引腳*/
SBIT sdu_bit=P2^7; /*時鐘輸出引腳*/

說明：P1^3 等價于匯編語言P1.3的用法，由C51頭文件REG51.H定義，形式如下：
#include
3 時鐘初始化
對DS1305的初始化主要有如下三個寫操作：
往控制寄存器寫0x05；
往狀態(tài)寄存器寫0x01；
往涓流充電寄存器寫0xa5；
對應(yīng)的C51程序如下，該程序調(diào)用了子程序dswr(uchar ac)在其后說明：

initclock() /*時鐘初始化*/
{
sclk_bit=0;
dswr(0x8f);/* 往控制寄存器寫0x05*/
dswr(0x05);

dswr(0x90); /*往狀態(tài)寄存器寫0x01 */
dswr(0x01);

dswr(0x91); /*往涓流充電寄存器寫0xa5*/
dswr(0xa5);
}

函數(shù)dswr 中用到參數(shù)uchar 是在C51 主程序開始定義的無符號字符：
#define unsigned char uchar
有了上述定義，整個程序都可以這樣使用。

dswr(uchar ac) /*ACC中的數(shù)據(jù)從高位開始送入ds1305 */
{
uchar i;
clk_ce=1;
sdu_bit=1;
for (i=0;i<8;i++)
{
sdi_bit=(ac&0x80==0x80)?1:0;
sclk_bit=1;
sclk_bit=0;
ac=ac<<1;
}
}

4 時鐘的讀
uchar dsrd() /*讀時鐘*/
{
uchar i,j,ac=0,x;
clk_ce=1;
for (i=0;i<=7;i++)
{
sclk_bit=1;
j=2;
while (j--);
sclk_bit=0;
x=P2;
ac=(x&0x80)>>i|ac;/*高位在前，底位在后*/
}
return (ac);
clk_ce=0;
}

說明：因為DS1305為串行方式，每次輸出1位，且高位在前，故上述程序用了向右移位再與原值相或的技巧來實現(xiàn)。
5 時鐘的設(shè)置

clockset() /*時鐘設(shè)置*/
{
uchar i,j;
sclk_bit=0;
dswr(0x8f);/* 往控制寄存器寫0x05*/
dswr(0x05);
clk_ce=0;
sclk_bit=0;
for (i=0x80,j=0;i<=0x86;i++)
if(i!=0x83)
{
clk_ce=1;
dswr(i);/*address*/
dswr(y_m_d_h_m[5-j]);/*data*/
j++;
clk_ce=0;

}

clockwp();
}

函數(shù)中用到數(shù)組y_m_d_h_m存放的是即將寫入時鐘的年、月、日、時、分和秒的壓縮的BCD碼，在主程序中定義為
uchar y_m_d_h_m[6]={0x01,0x05,0x19,0x23,0x10,0x00};

一旦設(shè)置好，就必須調(diào)用時鐘寫保護來防止對時鐘的誤操作。
clockwp() /*時鐘寫保護*/
{
clk_ce=1;
dswr(0x8f);
dswr(0x45);
clk_ce=0;
}

6 時間的顯示
在我們所研制的無紙記錄儀，顯示采用液晶顯示器，因為液晶顯示器不同，則為液晶顯示器所寫的驅(qū)動程序也不一樣，在此不對液晶顯示器部分進行詳細說明，而僅對于我們所采用的技巧做一說明。
先定義兩個數(shù)組：
其一：
uchar clock[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};/*秒、分、時、日、月、年*/
該數(shù)組把從時鐘讀來壓縮BCD數(shù)據(jù)暫存于此。
其二：
從BCD碼轉(zhuǎn)換為非壓縮BCD碼。

uchar dispclock[]={0x12,0x10,0x10,0x11,0x0d,0x10,0x17,0x0d,0x11,0x10,0x00,0x11,0x12,0x1a,0x11,0x18,0x1a,0x11,0x18};

/*年、月、日、星期、時、分、秒*/

例子：2001-07-10 12:18:18
0x10...0x19，0x0d,0x1a分別是液晶顯示器內(nèi)部CG-ROM字符0-9，- 和 ：的壓縮BCD碼。

clockread() /* 讀時鐘數(shù)據(jù)送入clock數(shù)組*/
{
uchar i,ac,j,m=1;
for (i=0;i<7;i++)
{
dswr(i);
ac=dsrd() ;

switch (i)
{
case 0:
case 1:
case 2: clock[i]=ac ;break;
case 3: break;
default:clock[i-1]=ac;
}
clk_ce=0;
}

}

clockdisp() /*把時間顯示數(shù)組中的數(shù)據(jù)顯示*/
{
uchar j=DELAY;
uchar ac,i;
for (i=0;i<=5;i++) /* 把clock 數(shù)組中的BCD碼轉(zhuǎn)換成clockdisp的非壓縮BCD碼*/
{
ac=clock[i];
ac= ac>>4;
ac+=0x10;
dispclock[2+3*(5-i)]=ac;
ac=clock[i];
ac=ac & 0x0f;
ac+=0x10;
dispclock[2+3*(5-i)+1]=ac;
}
/*以下是對液晶進行操作*/
data_wri(0);
data_wri(0);
com_wri(0x24);
com_wri(0xb0);
for (i=0;i<19;i++)
{
wait3();
lcd_ce=0;
PLCD_DATA=dispclock[i];
while (j--);
lcd_ce=1;
j=DELAY;
}
lcd_ce=0;
com_wri(0xb2);
lcd_ce=1;
}

7 時鐘每秒中斷一次
clockalarm()
{
uchar set[]={0x87,0x81,0x88,0x81,0x89,0x80,0x8a,
0x80,0x8f,0x05,0x90,0x01,0x91,0xa5};
uchar i,j;
clk_ce=0;
sclk_bit=0;
i=0;
for (j=0;j<7;j++)
{
dswr(set[i++]);
dswr(set[i++]);
clk_ce=0;
i=2;
while (i--);
}

}

8 結(jié)論
我們用C51對DS1305進行編程，可讀性強，模塊化好，結(jié)構(gòu)清晰，方便今后的系統(tǒng)維護，應(yīng)用于我們開發(fā)的無紙記錄儀中，運行穩(wěn)定，效果良好。該系統(tǒng)已經(jīng)通過福建省科技庁的鑒定。

參考文獻

[1] 馬忠梅等 單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計 北京航空航天大學(xué)出版社，2000年 修訂版
[2] 王潤田等 串行時鐘DS1305在野外自容式設(shè)備中的應(yīng)用 電子技術(shù)1999年第11期
[3] DALLAS 公司DS1305 Serial Alarm Real Time Clock(RTC) Data Sheet 08/10/99