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基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

? 2018年01月26日 10:01 ? 次阅读

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn 介绍了一个简单的可调实时时钟系统的设计。设计中采用了Atmel32位的ARM微处理器作为控制驱动器件,实现了对DS1307实时时钟芯片的时间信息采样和液晶显示,并通过键盘来调节时间信息。通过实际的测试,该模块得到稳定的运行。

       实时日历时钟在测控系统和智能显示中得到了广泛的应用。通过软件编程和CPU中断构造软时钟是一种较为常用的方法,时钟计时无需外围硬件支持,但是此种方法的弊端是计时精度会受到CPU主晶振、起振电容以及掉电的影响,而导致计时精度不高。因此采用硬件设计实时时钟是一种更为可靠的方式。

       DS1307是I2C接口的8引脚实时时钟芯片,片内含有8个特殊功能寄存器和56bit的SRAM。它是一款按BCD码存取、低功耗的时钟/日历芯片,已被应用到人造板尺寸检测以及电控单元中。

1、硬件设计

设计的可调实时时钟系统原理框图如图1所示。采用了Atmel32位ARMRISC处理器中的一员,即AT91SAM7S256微处理器来驱动DS1307时钟芯片和液晶模块,并接收键盘中断来实现时间可调的功能。

基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

1.1 芯片与单片机的接口与连线

若要驱动DS1307芯片,一种方式是使用I2C总线虚拟技术,另一种是采用带I2C接口的单片机。AT91SAM7S256微处理器外围电路中具有两线接口(TWI),它与I2C接口相互兼容,很适合典型的处理器应用,因此系统中采用了此接口实现芯片与CPU的通信。接口电路和连线图如图2所示。

基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

DS1307使用到了32768Hz的晶振,BAT1为电池电源。I2C总线内部是双向传输电路,端口输出为开漏结构,因此接入了上拉电阻。SQW/OUT端是方波输出端,通常情况下该引脚接到能产生电平变化中断请求的输入口。

1.2 液晶显示电路

与传统的数码管相比,液晶显示具有功耗低、体积小、显示内容丰富、人机交互性好等优点。设计中使用到了的LM256160点阵液晶显示模块。利用该模块灵活的接口方式和简单方便的操作指令,可为用户提供良好的日期、时间显示和调节界面。

1.3 按键调节电路

为实现时间的可调,系统中设计了键盘输入电路。键盘包括调节模式进入键、“0~9”的数字输入键、清除键以及确认键。用户按下调节模式进入键便可以开始进行时间的设置和调节,如输入“20150920151000”代表设置时间为2015年9月20日15时10分0秒,再按下确认键便将数据信息写入到DS1307芯片中进行计数。

2、软件设计

系统的软件设计主要包括了主程序、DS1307驱动模块,液晶驱动模块、键盘中断处理模块四大部分,程序流程如图3所示。主程序中首先完成外设时钟的使能、I/O口的使能、TWI口的使能以及液晶的初始化。初始化工作完成后,处理器通过TWI接口读取DS1307中的时钟信息,数据通过液晶进行显示。当接收到外部按键中断请求时,处理器进行相应的键值中断响应,将设置好的数据写入到DS1307芯片中并返回。

基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

DS1307在TWI总线上是从器件,地址(SLA)固定为“11010000”,时钟信息(年、月、日、星期、时、分、秒)分别放在地址为06H~00H的时间相关寄存器中。芯片的读写主要使用到了TWI口低层驱动函数中的intAT91F_TWI_ReadByte(constAT91PS_TWIpTwi,intmode,inTInt_address,char觹data2read,intnb)和intAT91F_TWI_WriteByte(constAT91PS_TWIpTwi,intmode,inTInt_address,char觹data2send,intnb)。读写函数使用到了四个入口参数,constAT91PS_TWIpTwi是设置TWI口的基地址,intmode为主机模式,inTInt_address为器件寄存器的地址,char觹data2read是待写入数据或待读取存放的地址,intnb为写入或读取的字节数。需要注意一点是,数据是以BCD码存取的,因此在读取或写入之前需要十进制到BCD码的相互转换处理。

3、运行结果

系统的运行效果以液晶屏显示效果为准,如图4与图5所示。图4为设置时钟信息界面,设置完毕按回车键时钟开始计时,并跳转到运行显示界面。图5为设置好初始时间为2015年9月20日15时10分0秒后,时钟运行了15分38秒的显示效果。

基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

4、结束语

设计的可调实时时钟系统避免了系统掉电与晶振电路的影响,芯片的驱动通过采用ARM系列微处理器中TWI接口并调用相关的低层驱动程序,减少了采用总线虚拟技术的程序量。经过实际的调试,系统得到了预期的结果。该实时时钟可用于系统主界面的日期与时间显示,并为以时间为单位的事务处理提供时间基准。

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ARM发布两款针对移动终端的AI芯片架构:物体检...

基于信号处理和嵌入式应用的音频处理系统的设计和实...

随着计算机技术、电子技术和通信技术的迅猛发展,音频处理技术也在众多领域得到广泛应用。如通信领域中的手...

发表于 2018-02-11 05:07 ? 228次阅读
基于信号处理和嵌入式应用的音频处理系统的设计和实...

ARM核心板在动态尿量监测仪中的应用案例详解

尿量监测是检测患者多种指标中的一项重要内容,它是反映肾脏血流灌注水平的最直接最敏感的生理指标,对于重...

发表于 2018-02-10 02:53 ? 193次阅读
ARM核心板在动态尿量监测仪中的应用案例详解

对ARM异常中断的集中情况进行总结,并给出了一些...

ARM单片机是大多数新手选择的入门切入点,但由于知识的不足,在设计过程中新手们经常会遇到这样或那样的...

发表于 2018-02-08 09:29 ? 1147次阅读
对ARM异常中断的集中情况进行总结,并给出了一些...

学习ARM + Linux之前要讲解用ADS或R...

掌握 ARM 体系结构。ARM 是一种计算机,掌握其体系结构也就是掌握ARM的工作原理。在大学里一般...

发表于 2018-02-07 13:36 ? 1211次阅读
学习ARM + Linux之前要讲解用ADS或R...

基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

随着高科技技术逐渐融入到传统的农副业,温室培养已成为生产反季节作物的方式。介绍了基于S3C2410处...

发表于 2018-02-07 09:29 ? 159次阅读
基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

基于ARM芯片AT91RM9200的无线打印模块...

在ARM芯片AT91RM9200上构建了 无线打印模块 的硬件平台,在Android操作系统上完成了...

发表于 2018-02-07 09:09 ? 209次阅读
基于ARM芯片AT91RM9200的无线打印模块...

基于ARM Cortex-M4核的低功耗MCU-...

NXP公司的LPCXpresso54628是基于ARM Cortex-M4核的低功耗MCU,具有丰富...

发表于 2018-02-06 16:23 ? 392次阅读
基于ARM Cortex-M4核的低功耗MCU-...

英特尔前总裁推出全新芯片,欲打破Intel垄断的...

前英特尔总裁雷尼·詹姆斯运营的新芯片公司安培今天推出了一种全新的高效ARM服务器芯片。

发表于 2018-02-06 14:05 ? 1616次阅读
英特尔前总裁推出全新芯片,欲打破Intel垄断的...

初次接触ARM需要搞清楚的ARM开发思路

做个最小系统板:如果从没有做过ARM的开发,建议一开始不要贪大求全,把所有的应用都做好,因为ARM的...

发表于 2018-02-06 08:41 ? 1796次阅读
初次接触ARM需要搞清楚的ARM开发思路

ARM平台上运行Xen 可同时管理linux和V...

首先来看一下Xen的应用场景,然后我们朝着Zynq上进行延伸。风河刚刚发布了一篇博客,主要是描述在A...

发表于 2018-02-03 16:56 ? 1096次阅读
ARM平台上运行Xen 可同时管理linux和V...

ARM S3C4510B系统的异常中断机制解析

本文介绍A了RM S3C4510B系统 的 异常中断 机制,包括异常中断的分类,响应与返回;中断处理...

发表于 2018-02-03 05:32 ? 229次阅读
ARM S3C4510B系统的异常中断机制解析

基于ARM的数字调压控制系统的设计流程及实现方法...

随着电子信息技术和半导体技术的深入发展,嵌入式系统的应用日趋广泛,在控制领域之中更多的使用了高性能微...

发表于 2018-02-03 05:14 ? 132次阅读
基于ARM的数字调压控制系统的设计流程及实现方法...

基于μC/OSII和ARM7 中断机制的IRQ中...

在嵌入式处理器芯片中,以 ARM7 为核心的处理器是应用较多的一种。它具有多种工作模式,并且支持两种...

发表于 2018-02-03 05:11 ? 195次阅读
基于μC/OSII和ARM7 中断机制的IRQ中...

基于32位ARM STM32F103C8T6和传...

本文设计了一个以32位 ARM 微处理器STM32F103C8T6为控制核心,外加振动传感器和热释红...

发表于 2018-02-03 03:53 ? 435次阅读
基于32位ARM STM32F103C8T6和传...

基于ARM处理器的高效异常处理解决方案

嵌入式系统要求对异常及中断处理器能快速响应。文中分析了ARM体系结构下 异常处理 特点,提出一种基于...

发表于 2018-02-03 03:38 ? 118次阅读
基于ARM处理器的高效异常处理解决方案

解析ARM语音识别系统

语音辨认单元担任辨认操作人员的操作口令;声强检测单元担任检测声强巨细并以此作为判别是哪台从设备操作人...

发表于 2018-02-02 20:30 ? 441次阅读
解析ARM语音识别系统

智能手机搭载 ARM 处理器优化性能

几乎所有智能手机都已经搭载了 ARM 处理器,性能提升达100倍。想想看,短短七年的时间,100 倍...

发表于 2018-02-01 01:39 ? 180次阅读
智能手机搭载 ARM 处理器优化性能

ARM Powered 助你换一种方式打开世界,...

在异度空间与外星人展开地球保卫战,或是身披铠甲骑着独角兽穿梭在奇幻森林,亦或是步履蹒跚在雪山荒野间绝...

发表于 2018-02-01 01:22 ? 119次阅读
ARM Powered 助你换一种方式打开世界,...

智能驾培驾考终端的三个发展阶段介绍

国内车祸70%以上在于新手未经有效技能培训及理论学习,智能化驾考则从源头上消除人为因素对考试结果的影...

发表于 2018-02-01 01:11 ? 171次阅读
智能驾培驾考终端的三个发展阶段介绍

数据总线宽度:对齐的含义和怎样去对齐以及带来的效...

最近和同事谈到了ARM平台下数据总线宽度及对齐方式对程序效率的影响问题,在定义结构数据类型时,为了提...

发表于 2018-01-30 09:34 ? 1462次阅读
数据总线宽度:对齐的含义和怎样去对齐以及带来的效...