项目七制作可定时定闹的数字钟.docx

《单片机原理与应用》教材项目七　制作可定时定闹的数字钟本项目完成的数字钟为24小时制时间显示，可校准（按键）、可定时、定闹、定时时间掉电保存等。涉及数码显示、中断系统、定时器、按键输入、E2PR0M读/写、数据运算处理等单片机综合知识，是一个相对复杂的实用程序。由此展开，可得到如打铃仪、校园定时广播系统、倒计时器及与时间控制有关的工业控制器等产品项目；可与项目三有机合并，成为一个适合比赛用的综合显示牌。【知识目标】?知道串行总线的概念。?会用E2PR0M，重点为AT24系列芯片的读/写时序。?知道并会用基本的硬件/软件措施增强单片机系统的可靠性。【技能目标】?完成数字钟的设计。?扩展数字钟功能。?学会单片机项目开发规划步骤。任务一　I2C总线与AT24C02【任务目标】?知道I2C通信、时序概念。?学会AT24C02读/写步骤。?学会看器件手册、了解时序。【读一读】知识　I2C总线概念与AT24C021.I2C总线概念I2C总线协议即双向数据通信“握手”约定，这种约定允许通过一个简单的两线系统总线在各种设备之间进行通信操作。I2C总线实际上已经成为一个国际标准，在超过数百种不同的IC上实现并得到50多家公司的认可，下面是fc总线的一些特征。1）只要求两条总线线路：一条串行数据线（SDA），一条串行时钟线CSCL）。2）每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址作为发送器或接收器。3）串行8位双向数据传输速率在标准模式时可达100Kb/s。2.AT24C02AT24C但是电可擦除的串行只读存储器（E2PR0M），可存储256个字节内容，每个字节为8位。该器件特点：两线串行接口、双向数据传输、硬件数据写保护、8字节页写方式等。可保证10万次擦写周期及有效保存数据10年。由于这种器件上电后可在线编程数据、失电时长期保存，故被广泛用于智能仪表、信息存储卡、掉电保护等各个领域。AT24C02属AT24CXX系列的一个型号，该系列其他型号的芯片功能均与之兼容，仅存储空间大小有区别，如AT24C0l为128字节。对AT24C02引脚功能阐述如下。AT24C02引脚排列如图7-1所示。图7-1AT24C02引脚排列1）串行时钟（SCL）0SCL为串行时钟端，时钟信号用于对输入和输出数据的同步，写入串行E2PR0M的数据用其上升沿同步，输出数据用其下降沿同步。2）串行数据（SDA）。SDA为串行数据输入/输出端。该引脚是漏极开路驱动，可以与其他漏极开路或集电极开路的器件“线或”连接。3）写保护端CWP）。该引脚用于硬件数据保护。当其接地时，可对整个器件进行正常的读/写操作；当其接正电源Vcc时，芯片具有数据写保护功能，数据只能读出不能写入。4）器件地址CA0、Al、A2）。片选或页面选择地址输入，用于器件的选择。在一个单总线上最多可挂8个AT24C02器件。每个器件通过引脚A0、Al，A2的不同连接（接Vcc或接地）来设置不同器件的地址，如图7-2所示。图7-2不同接法的器件地址5）电源（VCC）0AT24C02标准电压为+5V。3.AT24C02编程步骤AT24C02遵守I2C总线协议，其读/写时序如图7-3所示。图7-3I2C时序编程步骤如下。1）主控器件发送一个起始信号启动一次数据传送，启动时序规范如图7-4（a）所示。图7-424C02定时规范2）发送命令字节，其格式如下：该命令字节的D7~D4位为固定部分，规定为1010；D3~D1为受控器件的地址编码（如图7-2所示）D0位表明随后的操作是写或读，D0位等于1为读，D0位等于0为写。例如对图7-2（a）接法的24C02器件发送的命令字节为101000000D0位为0表示随后命令为写入。3）发送完命令字节后，SCL发送第九个时钟，等待受控器件（24C02）接收完毕并在数据线SDA上产生应答位（ACK）作为响应。主控器件单片机收到应答信号后，就可以进行数据传送了。4）如果是写操作，首先发送被写入器件的内存首地址，等待应答信号（ACK）后，逐个发送各数据。如果是读操作，首先发送被读/写器件的内存首地址，等待应答信号（ACK）后，在SDA数据线上按时钟节拍逐位移入数据。AT24C02内存地址范围为00H~FFH。5）读/写数据完毕后，发送停止信号，终止操作。时序如图7-4（b）所示。【做一做】实训　AT24C02读/写操作1.实训目的熟悉E2PR0M编程原理及步骤，进一步明确其时序要求。2.实训内容在AT24C02内存地址80H写入数据后读出，并在LED上显示。3.实训步骤1）画出AT24C02与单片机89C51接口电路，如图7-5所示。2）画出程序流程图。写操作流程图如图7-6所示，要求自行完成读操作流程图、数码管显示流程图。3）程序编写、编译、芯片烧录。参考程序如下。图7-5AT24C02