《電子技術(shù)應(yīng)用》
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串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DSl302程序設(shè)計(jì)中的問題與對(duì)策

2009-02-05
作者:樊貴卿1 李慶武1 靳建華1 2

  摘 要: 指出了串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DSl302程序設(shè)計(jì)中幾個(gè)易被疏忽而導(dǎo)致錯(cuò)誤的問題,分析了問題的原因,并給出了解決問題的方法。
  關(guān)鍵詞: 串行時(shí)鐘 程序設(shè)計(jì) 問題 原因 解決方法


  美國(guó)Dallas公司推出的串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DSl302可對(duì)時(shí)鐘芯片備份電池進(jìn)行涓流充電。由于該芯片具有體積小、功耗低、接口容易、占用CPU I/0口線少等主要特點(diǎn),故該芯片可作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘,廣泛應(yīng)用于智能化儀器儀表中。
  筆者在調(diào)試中發(fā)現(xiàn),在對(duì)DSl302編程中有幾個(gè)問題易被疏忽而導(dǎo)致錯(cuò)誤,現(xiàn)提供給讀者參考。
1 讀操作出現(xiàn)的錯(cuò)誤
  按照參考文獻(xiàn)[2]的讀操作程序框圖和參考文獻(xiàn)[1]、[2]所敘述的可知:?jiǎn)巫止?jié)讀操作每次需16個(gè)時(shí)鐘,地址字節(jié)在前8個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿輸入,而數(shù)據(jù)字節(jié)在后8個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿輸出。據(jù)此結(jié)合圖1的硬件連接圖編制出了如下的單字節(jié)讀程序:


  DS_READ:SETB   P1.2  ??;令=0。
    CLR   P1.1   ;令SCLK=0。
    CLR   P1.2  ?。涣?IMG height=19 alt="" hspace=0 src="http://files.chinaaet.com/old/uploadfiles/jishu/jslw/20090205085451671.gif" width=34 align=absMiddle border=0>=1,啟動(dòng)芯片。
    LCALL DS_WSUB  ?。粚?位地址。
    LCALL DS_RSUB   ;讀出8位數(shù)據(jù)。
    RET
  DS_WSUB:MOV   R7,#08H
  WL00P: RRC   A   ??;A為地址字節(jié)。
    MOV   P1.0,C
    SETB   P1.1 ??;在時(shí)鐘上升沿
    NOP     ??;輸入地址字節(jié)。
    CLR   P1.1
    DJNZ R7,WL00P
    RET
  DS_RSUB:SETB   P1.0   ;為讀數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。
    MOV R7,#08H
  RL00P:SETB   P1.1
    NOP
    CLR  P1.1 ??;在第9個(gè)正脈沖的下
    MOV  C,P1.0 ?。唤笛亻_始輸出數(shù)據(jù)。
    RRC  A   ?。籄中為讀出的數(shù)據(jù)。
    DJNZ R7,RL00P
    RET
  若使用如下程序?qū)Sl302的RAM1(其內(nèi)容為5AH)進(jìn)行讀操作
  READ:MOV A,#11000101B ;RAMl單元的讀地址。
     LCAll DS_READ ;調(diào)用讀子程序。
  則程序執(zhí)行后A中的數(shù)據(jù)為2DH,顯然讀出的數(shù)據(jù)不正確。若再使用一條RL A指令調(diào)整后,則A中為5AH,結(jié)果才正確。由此說明:使用上述程序讀出的RAM1單元中的第0位數(shù)據(jù)實(shí)為第1位數(shù)據(jù),讀出的第7位數(shù)據(jù)實(shí)為第0位數(shù)據(jù)。
  經(jīng)筆者仔細(xì)研究時(shí)序圖和多次試驗(yàn)得知,問題的原因在于:對(duì)于讀操作時(shí)序,在SCLK出現(xiàn)第8個(gè)正脈沖時(shí),上升沿輸入地址字節(jié)的最后一位數(shù)據(jù),而在此正脈沖的下降沿就要輸出數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù)。然而筆者的程序中是在第9個(gè)正脈沖的下降沿才誤認(rèn)為輸出了數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù),此位數(shù)據(jù)事實(shí)上是第二個(gè)下降沿輸出的,故實(shí)為數(shù)據(jù)字節(jié)的第1位數(shù)據(jù)。經(jīng)筆者實(shí)驗(yàn):只要保持為高電平,如果超過8個(gè)下降沿,它們將重新從第0位輸出數(shù)據(jù)位,因程序中輸出的最后一位數(shù)據(jù)位,是第9個(gè)下降沿輸出的數(shù)據(jù)位,故實(shí)為數(shù)據(jù)字節(jié)的第0位數(shù)據(jù)位。
  由此可見,單字節(jié)讀操作的時(shí)序圖如改為圖2所示時(shí)序圖,則讀者較容易理解可避免發(fā)生上述編程錯(cuò)誤。


  只要將上述的DS_RSUB子程序改為如下的子程序即可解決上述問題:
  DS_RSUBl:SETB P1.0 ??;為讀數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備
    MOV R7,#08H
  RL00P:  CLR P1.1   ?。籗CLK第8個(gè)正脈沖的
    MOV C,P1.0 ??;下降沿開始輸出數(shù)據(jù)。
    RAC
    SETB   P1.1
    DJNZ   R7,RL00P
    RET
2 禁止涓流充電出現(xiàn)的錯(cuò)誤
  涓流充電寄存器(TCR)控制著DSl302的涓流充電特性。據(jù)參考文獻(xiàn)[1]、[2]介紹,寄存器的位(TCS)4~7決定著是否具備充電性能。僅在1010編碼的條件下才具備充電性能,其它編碼組合不允許充電。位2和3(DS)則在VCC2和VCC1之間選擇是一個(gè)還是兩個(gè)二極管串入其中。如果編碼是01,選擇一個(gè)二極管;如果編碼是10,選擇兩個(gè);其它編碼將禁止充電。該寄存器的0和l位(RS)用于選擇與二極管相串聯(lián)的電阻值,其中編碼01為2kΩ;10為4kΩ;11為8kΩ;而00將不允許充電。筆者編制了如下的允許涓流充電的控制程序(選擇一個(gè)二極管,充電限流電阻為4kΩ):
  SETB   P1.2   ?。涣?IMG height=19 alt="" hspace=0 src="http://files.chinaaet.com/old/uploadfiles/jishu/jslw/20090205085451671.gif" width=34 align=absMiddle border=0>=0
  CLR   P1.2    ?。涣頢CLK=0
  CLR   P1.2   ??;令=1
  MOV   A,#90H    ;TCR的寫地址
  LCALL DS_WSUB
  MOV   A,#10100110B   ;TCR的命令
  LCALL DS_WSUB
  用萬用表串入Vcc1與可充電池之間,執(zhí)行程序后,則有電流流過萬用表,表示充電正常。筆者通過將上述程序的第6句改為:MOV A,#10100010B,即置DS為00來禁止涓流充電器工作。執(zhí)行程序后,在Vcc1與電池之間串入萬用表,則仍有電流流過,表示尚未禁止充電。若將第6語(yǔ)句改為:MOV A,#10101110B,即置DS為11,執(zhí)行上述程序后情況仍如此。若將第6語(yǔ)句改為:
  MOV A,#01010110B 即TCS≠1010
  或:  MOV A,#10100100B 即RS=00則充電被禁止。
  筆者誤認(rèn)為芯片損壞,換上另一新購(gòu)置的芯片,結(jié)果仍如此。隨即筆者取下圖1所示電路中的可充電池,換上一標(biāo)稱為10kΩ的電阻對(duì)芯片進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表1所示VCC2=5V。


  由此可見,當(dāng)涓流充電控制寄存器中的DS位為00和11時(shí)并不能禁止充電,而是選擇了一個(gè)二極管充電,這說明參考文獻(xiàn)中介紹的有誤。若要想禁止充電器充電,應(yīng)將第6句改為:MOV A,#0101XX00B 即TCS≠1010,RS=00,這樣,就能雙保險(xiǎn)地禁止充電。
3 受干擾時(shí)鐘/日歷信息出現(xiàn)的錯(cuò)誤
  筆者將DS1302應(yīng)用于某產(chǎn)品中,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)受到干擾時(shí),有時(shí)其時(shí)鐘停振不能正常工作,此時(shí)的時(shí)鐘/日歷信息也被修改。
  經(jīng)分析得知:系統(tǒng)受到干擾程序飛跑,在看門狗復(fù)位前,CPU正好執(zhí)行寫程序?qū)懕Wo(hù)寄存器的最高位置0為允許寫(實(shí)際上,在系統(tǒng)校時(shí)程序之后已將其置為1禁止寫),修改了時(shí)鐘/日歷信息且使秒寄存器的最高位置1,致使時(shí)鐘停振出現(xiàn)錯(cuò)誤。
  為避免此類錯(cuò)誤的產(chǎn)生,筆者采用的方法是:在寫程序中增加了某一檢測(cè)條件,此條件為系統(tǒng)中某一口線上的電平,低電平條件滿足。只有在實(shí)時(shí)校時(shí)過程中,才通過手動(dòng)使此口線為低電平,實(shí)時(shí)校時(shí)過程完成后,又通過手動(dòng)使此口線為高電平。這樣只有實(shí)時(shí)校時(shí)過程中,才允許修改時(shí)鐘/日歷信息,因此起到了時(shí)鐘/日歷信息的寫保護(hù)作用。
參考文獻(xiàn)
1 王明順,吳省.可涓流充電的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302及應(yīng)用設(shè)計(jì).電子技術(shù)應(yīng)用.1996(10)
2 李正軍,蔣閱峰.DS1302串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘及其在智能電表中的應(yīng)用.電子儀器儀表用戶.1996(2)

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