电路组成及工作原理教学文案.docx
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电路组成及工作原理教学文案
X1226具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。
拥有强大的双报警功能，能够被设置到任何时钟/日历值上，精确度可到1秒。
可用软件设置1Hz、4096Hz或32768Hz中任意一个频率输出。
X1226提供一个备份电源输入脚VBACK，允许器件用电池或大容量电容进行备份供电。
采用电容供电时，用一个硅或肖特基二极管连接到Vcc和充电电容的两端，充电电容连接到Vback管脚，注意不能使用二极管对电池充电（特别是锂离子电池）。
切换到电池供电的条件是Vcc=Vback-0.1V，正常操作期间，供电电压Vcc必须高于电池电压，否则电池电量将逐步耗尽。
振荡器采用外接32.768kH的晶体，产生的振荡误差可通过软件对数字微调寄存器、模拟微调寄存器的数值进行调节加以修正，避免了外接电阻和电容的离散性对精度的影响。
4Kb的EEPROM可用于存储户数据。
电路组成及工作原理
X1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口，接口方式为串行的I2C接口。
其中数据总线SDA是一个双向引脚，用于输入或输出数据。
其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.7～10kΩ的上拉电阻。
本文介绍89C51单片机与X1226的接口方法，由于89C51单片机没有标准的I2C接口，只能用软件进行模拟。
图1
为了更直观地看到时间的变化，采用8位LED数码管显示年、月、日或时、分、秒，用PS7219A驱动LED数码管，数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色LED数码管。
由于PS7219A器件内含IMP810单片机监控器件，复位输出高电平有效，因此在使用51系统时，无须添加监控器件，使用PS7219A的复位输出给51单片机复位即可，监控电压为4.63V。
硬件设计原理图如图1所示。
在硬件通电调试过程中，不能用手去触摸X1226的晶体振荡器，否则可能会导致振荡器停振，恢复振荡器起振的方法是关闭电源（包括备份电源）后重新上电。
另外需要说明的是，测量振荡器时，不要用示波器的探头去测量X2的振荡输出，应该用探头测量PHZ/IRQ的振荡输出，以确定是否起振和振荡频率是否准确，测量时建议在该脚加一个5.1kΩ的上拉电阻。
软件设计
X1226内含实时时钟寄存器（RTC）、状态寄存器（SR）、控制寄存器（CONTROL）、报警寄存器（Alarm0、Alarm1）和客户存储数据的存储器。
由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性SRAM结构。
其他寄存器均为EEPROM结构，写操作次数通常在10万次以上。
X1226初始化程序框图如图2所示，子程序YS4的作用是延时4μs。
图2
●写操作
X1226初始化之后，单片机对X1226进行开始条件的设置，在写CCR或EEPROM之前，主机必须先向状态寄存器写02H，确认应答信号，确认后写入06H，再确认应答信号。
确认后启动了写操作，首先发送高位地
址，然后发送低位地址。
X1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。
在两个地址字节都收到之后，X1226等待8位数据。
在收到8位数据之后，X1226再产生一个应答，然后单片机产生一个停止条件来终止传送。
X1226具有连续写入的功能，每收到1字节后，响应一个应答，其内部将地址加一。
当计数器达到该页的末尾时，就自动返回到该页的首地址。
这意味着单片机可从某一页的任何位置开始向存储器阵列连续写入64字节，或向CCR连续写入8字节的数据。
写入X1226数据子程序:
●读操作
在上电时，16位地址的默认值为0000H。
X1226初始化操作之后，单片机对X1226进行开始条件的设置，在写CCR或EEPROM之前，主机必须先向状态寄存器写02H，确认应答信号，确认后写入06H，再确认应答信号。
确认后启动了写操作，首先发送高位地址，然后发送低位地址。
X1226每收到一个地址字节后，均会产生一个应答信号。
单片机发送另一个开始条件，将R/W位设置为1，接着接受8位数据。
单片机终止读操作时，无需等待X1226的应答信号，单片机即可设置停止条件。
读出X1226数据子程序:
●振荡器频率在线补偿调节
X1226集成了振荡器补偿电路，用户可通过软件在线对振荡器频率进行微调，这种微调通常针对两种情况。
一种情况是在25℃常温下，对振荡器因器件初始精度带来的频率偏差进行补偿；第二种情况是对因温度引起的频率漂移进行补偿。
X1226内部设有数字微调寄存器（DTR）和模拟微调寄存器（ATR），两个寄存器均为非易失性寄存器。
数字微调寄存器具有3位数字微调位，调节范围为-30～+30×10-6。
模拟微调寄存器具有6个模拟微调位，调节范围为-37～+116×10-6。
对于因外界环境温度变化引起的温漂补偿，要依据晶体的温度系数，在存储器中建立补偿参数表，不同厂家晶体的温度系数是不一样的，应根据产品数据手册进行选择。
为了能够对温漂进行补偿，要求系统中设置一个温度传感器，并尽量让它靠近X1226，这样可以真实地反映振荡器的温度，原理图如图3所示。
单片机首先通过系统温度传感器获取环境温度，并在补偿参数表中获取对应的补偿值，然后将补偿数据填写到相应的微调寄存器中，就能实现温漂补偿的目的。
图3
由于X1226具有精密的振荡器补偿功能，因此非常适合于环境温度变化较大的应用场合，同时也降低了对晶体性能参数的要求
下面还为广大读者介绍一个程序：
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;;AT89C2051时钟程序;;
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;
;定时器T0、T1溢出周期为50MS，T0为秒计数用，T1为调整时闪烁用，
;P3.7为调整按钮，P1口为字符输出口，采用共阳显示管。
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;中断入口程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;
ORG0000H;程序执行开始地址
LJMPSTART;跳到标号START执行
ORG0003H;外中断0中断程序入口
RETI;外中断0中断返回
ORG000BH;定时器T0中断程序入口
LJMPINTT0;跳至INTTO执行
ORG0013H;外中断1中断程序入口
RETI;外中断1中断返回
ORG001BH;定时器T1中断程序入口
LJMPINTT1;跳至INTT1执行
ORG0023H;串行中断程序入口地址
RETI;串行中断程序返回
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;主程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;
START:
MOVR0,#70H;清70H-7AH共11个内存单元
MOVR7,#0BH;
CLEARDISP:
MOV@R0,#00H;
INCR0;
DJNZR7,CLEARDISP;
MOV20H,#00H;清20H（标志用）
MOV7AH,#0AH;放入"熄灭符"数据
MOVTMOD,#11H;设T0、T1为16位定时器
MOVTL0,#0B0H;50MS定时初值（T0计时用）
MOVTH0,#3CH;50MS定时初值
MOVTL1,#0B0H;50MS定时初值（T1闪烁定时用）
MOVTH1,#3CH;50MS定时初值
SETBEA;总中断开放
SETBET0;允许T0中断
SETBTR0;开启T0定时器
MOVR4,#14H;1秒定时用初值（50MS×20）
START1:
LCALLDISPLAY;调用显示子程序
JNBP3.7,SETMM1;P3.7口为0时转时间调整程序
SJMPSTART1;P3.7口为1时跳回START1
SETMM1:
LJMPSETMM;转到时间调整程序SETMM
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;1秒计时程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;T0中断服务程序
INTT0:
PUSHACC;累加器入栈保护
PUSHPSW;状态字入栈保护
CLRET0;关T0中断允许
CLRTR0;关闭定时器T0
MOVA,#0B7H;中断响应时间同步修正
ADDA,TL0;低8位初值修正
MOVTL0,A;重装初值（低8位修正值）
MOVA,#3CH;高8位初值修正
ADDCA,TH0;
MOVTH0,A;重装初值（高8位修正值）
SETBTR0;开启定时器T0
DJNZR4,OUTT0;20次中断未到中断退出
ADDSS:
MOVR4,#14H;20次中断到（1秒）重赋初值
MOVR0,#71H;指向秒计时单元（71H-72H）
ACALLADD1;调用加1程序（加1秒操作）
MOVA,R3;秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）
CLRC;清进位标志
CJNEA,#60H,ADDMM;
ADDMM:
JCOUTT0;小于60秒时中断退出
ACALLCLR0;大于或等于60秒时对秒计时单元清0
MOVR0,#77H;指向分计时单元（76H-77H）
ACALLADD1;分计时单元加1分钟
MOVA,R3;分数据放入A
CLRC;清进位标志
CJNEA,#60H,ADDHH;
ADDHH:
JCOUTT0;小于60分时中断退出
ACALLCLR0;大于或等于60分时分计时单元清0
MOVR0,#79H;指向小时计时单元（78H-79H）
ACALLADD1;小时计时单元加1小时
MOVA,R3;时数据放入A
CLRC;清进位标志
CJNEA,#24H,HOUR;
HOUR:
JCOUTT0;小于24小时中断退出
ACALLCLR0;大于或等于24小时小时计时单元清0
OUTT0:
MOV72H,76H;中断退出时将分、时计时单元数据移
MOV73H,77H;入对应显示单元
MOV74H,78H;
MOV75H,79H;
POPPSW;恢复状态字（出栈）
POPACC;恢复累加器
SETBET0;开放T0中断
RETI;中断返回
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;闪动调时程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示
INTT1:
PUSHACC;中断现场保护
PUSHPSW;
MOVTL1,#0B0H;装定时器T1定时初值
MOVTH1,#3CH;
DJNZR2,INTT1OUT;0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）
MOVR2,#06H;重装0.3秒定时用初值
CPL02H;0.3秒定时到对闪烁标志取反
JB02H,FLASH1;02H位为1时显示单元"熄灭"
MOV72H,76H;02H位为0时正常显示
MOV73H,77H;
MOV74H,78H;
MOV75H,79H;
INTT1OUT:
POPPSW;恢复现场
POPACC;
RETI;中断退出
FLASH1:
JB01H,FLASH2;01H位为1时，转小时熄灭控制
MOV72H,7AH;01H位为0时，"熄灭符"数据放入分
MOV73H,7AH;显示单元（72H-73H），将不显示分数据
MOV74H,78H;
MOV75H,79H;
AJMPINTT1OUT;转中断退出
FLASH2:
MOV72H,76H;01H位为1时，"熄灭符"数据放入小时
MOV73H,77H;显示单元（74H-75H），小时数据将不显示
MOV74H,7AH;
MOV75H,7AH;
AJMPINTT1OUT;转中断退出
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;加1子程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;
ADD1:
MOVA,@R0;取当前计时单元数据到A
DECR0;指向前一地址
SWAPA;A中数据高四位与低四位交换
ORLA,@R0;前一地址中数据放入A中低四位
ADDA,#01H;A加1操作
DAA;十进制调整
MOVR3,A;移入R3寄存器
ANLA,#0FH;高四位变0
MOV@R0,A;放回前一地址单元
MOVA,R3;取回R3中暂存数据
INCR0;指向当前地址单元
SWAPA;A中数据高四位与低四位交换
ANLA,#0FH;高四位变0
MOV@R0,A;数据放入当削地址单元中
RET;子程序返回
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;清零程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;对计时单元复零用
CLR0:
CLRA;清累加器
MOV@R0,A;清当前地址单元
DECR0;指向前一地址
MOV@R0,A;前一地址单元清0
RET;子程序返回
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;时钟调整程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;当调时按键按下时进入此程序
SETMM:
cLRET0;关定时器T0中断
CLRTR0;关闭定时器T0
LCALLDL1S;调用1秒延时程序
JBP3.7,CLOSEDIS;键按下时间小于1秒，关闭显示（省电）
MOVR2,#06H;进入调时状态，赋闪烁定时初值
SETBET1;允许T1中断
SETBTR1;开启定时器T1
SET2:
JNBP3.7,SET1;P3.7口为0（键未释放），等待
SETB00H;键释放，分调整闪烁标志置1
SET4:
JBP3.7,SET3;等待键按下
LCALLDL05S;有键按下，延时0.5秒
JNBP3.7,SETHH;按下时间大于0.5秒转调小时状态
MOVR0,#77H;按下时间小于0.5秒加1分钟操作
LCALLADD1;调用加1子程序
MOVA,R3;取调整单元数据
CLRC;清进位标志
CJNEA,#60H,HHH;调整单元数据与60比较
HHH:
JCSET4;调整单元数据小于60转SET4循环
LCALLCLR0;调整单元数据大于或等于60时清0
CLRC;清进位标志
AJMPSET4;跳转到SET4循环
CLOSEDIS:
SETBET0;省电（LED不显示）状态。
开T0中断
SETBTR0;开启T0定时器（开时钟）
CLOSE:
JBP3.7,CLOSE;无按键按下，等待。
LCALLDISPLAY;有键按下，调显示子程序延时削抖
JBP3.7,CLOSE;是干扰返回CLOSE等待
WAITH:
JNBP3.7,WAITH;等待键释放
LJMPSTART1;返回主程序（LED数据显示亮）
SETHH:
CLR00H;分闪烁标志清除（进入调小时状态）
SETHH1:
JNBP3.7,SET5;等待键释放
SETB01H;小时调整标志置1
SET6:
JBP3.7,SET7;等待按键按下
LCALLDL05S;有键按下延时0.5秒
JNBP3.7,SETOUT;按下时间大于0.5秒退出时间调整
MOVR0,#79H;按下时间小于0.5秒加1小时操作
LCALLADD1;调加1子程序
MOVA,R3;
CLRC;
CJNEA,#24H,HOUU;计时单元数据与24比较
HOUU:
JCSET6;小于24转SET6循环
LCALLCLR0;大于或等于24时清0操作
AJMPSET6;跳转到SET6循环
SETOUT:
JNBP3.7,SETOUT1;调时退出程序。
等待键释放
LCALLDISPLAY;延时削抖
JNBP3.7,SETOUT;是抖动，返回SETOUT再等待
CLR01H;清调小时标志
CLR00H;清调分标志
CLR02H;清闪烁标志
CLRTR1;关闭定时器T1
CLRET1;关定时器T1中断
SETBTR0;开启定时器T0
SETBET0;开定时器T0中断（计时开始）
LJMPSTART1;跳回主程序
SET1:
LCALLDISPLAY;键释放等待时调用显示程序（调分）
AJMPSET2;防止键按下时无时钟显示
SET3:
LCALLDISPLAY;等待调分按键时时钟显示用
AJMPSET4
SET5:
LCALLDISPLAY;键释放等待时调用显示程序（调小时）
AJMPSETHH1;防止键按下时无时钟显示
SET7:
LCALLDISPLAY;等待调小时按键时时钟显示用
AJMPSET6
SETOUT1:
LCALLDISPLAY;退出时钟调整时键释放等待
AJMPSETOUT;防止键按下时无时钟显示
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;显示程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;显示数据在70H-75H单元内，用六位LED共阳数码管显示，P1口输出段码数据，P3口作
;扫描控制，每个LED数码管亮1MS时间再逐位循环。
DISPLAY:
MOVR1,#70H;指向显示数据首址
MOVR5,#0FEH;扫描控制字初值
PLAY:
MOVA,R5;扫描字放入A
MOVP3,A;从P3口输出
MOVA,@R1;取显示数据到A
MOVDPTR,#TAB;取段码表地址
MOVCA,@A+DPTR;查显示数据对应段码
MOVP1,A;段码放入P1口
LCALLDL1MS;显示1MS
INCR1;指向下一地址
MOVA,R5;扫描控制字放入A
JNBACC.5,ENDOUT;ACC.5=0时一次显示结束
RLA;A中数据循环左移
MOVR5,A;放回R5内
AJMPPLAY;跳回PLAY循环
ENDOUT:
SETBP3.5;一次显示结束，P3口复位
MOVP1,#0FFH;P1口复位
RET;子程序返回
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
;共阳段码表"0""1""2""3""4""5""6""7""8""9""不亮"
;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;延时程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;
;1MS延时程序，LED显示程序用
DL1MS:
MOVR6,#14H
DL1:
MOVR7,#19H
DL2:
DJNZR7,DL2
DJNZR6,DL1
RET
;20MS延时程序，采用调用显示子程序以改善LED的显示闪烁现象
DS20MS:
ACALLDISPLAY
ACALLDISPLAY
ACALLDISPLAY
RET
;延时程序，用作按键时间的长短判断
DL1S:
LCALLDL05S
LCALLDL05S
RET
DL05S:
MOVR3,#20H;8毫秒*32=0.196秒
DL05S1:
LCALLDISPLAY
DJNZR3,DL05S1
RET
;
END;程序结束
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