RCT DSl511在信息記錄中的應(yīng)用
設(shè)備發(fā)生告警，特別是長(zhǎng)時(shí)間無人值守的設(shè)備，需要自動(dòng)記錄告警信息及其發(fā)生時(shí)間。記錄和分析這些信息，對(duì)設(shè)備的故障診斷和迅速恢復(fù)正常運(yùn)行具有重要作用。采用單片機(jī)記錄的傳統(tǒng)信息記錄方式需要采用計(jì)數(shù)器，設(shè)置中斷、查詢等，占用硬件資源。而采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘／日歷器件DSl511則能解決這些問題。
2 DSl511簡(jiǎn)介
DSl511是美國(guó)DALLAS公司推出的一款高性能、兼容Y2K的實(shí)時(shí)時(shí)鐘／日歷器件(real—time clock and calendar，簡(jiǎn)稱RTC)，它內(nèi)置有RTC報(bào)警器、看門狗定時(shí)器、上電復(fù)位電路、電池監(jiān)控器、SRAM、32．768 kHz方波輸出電路、晶體振蕩器和電池等。它可以以世紀(jì)、年、月、日、星期、時(shí)、分和秒計(jì)時(shí)，按月修正日期，且具有閏年自動(dòng)調(diào)整功能，工作電壓為+3.3 V或+5．0 V。用戶可通過5位地址接口和8位數(shù)據(jù)接口靈活訪問DS1511內(nèi)的所有寄存器。DSl5ll內(nèi)部有256字節(jié)的非易失性SRAM存儲(chǔ)器。為保證可靠供電，DSl5ll除內(nèi)置電池外，還具有直流電源和輔助電池輸入引腳。
2．1 引腳功能
DSl511采用28引腳EDIP封裝．其引腳功能描述為：
PWR：上電輸出端；
RST：復(fù)位輸出端：
IRQ：中斷輸出端；
A0~A4：地址輸入端，用于選擇片內(nèi)寄存器；
DQ0～DQ7：數(shù)據(jù)輸入／輸出端；
CE：器件使能輸入端；
OE：輸出使能輸入端，用于使能DQ0～DQ7的數(shù)據(jù)輸出；
SQW：方波輸出端，輸出32．768kHz的方波；
KS：?jiǎn)拘演斎攵?，用于從一個(gè)外部事件喚醒系統(tǒng)，無連接時(shí)應(yīng)接地；
VBAUX：輔助電池輸入端。不連接時(shí)應(yīng)接地；
WE：寫使能輸入端，用于使能DQ0～DQ7的數(shù)據(jù)輸入。
2．2 工作原理
DSl511的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖l所示。它主要由晶體、振蕩器、時(shí)鐘報(bào)警器和看門狗、時(shí)鐘和控制寄存器、SRAM、保護(hù)電路及電池構(gòu)成。
DSl511的工作原理可概括為：訪問寄存器、讀操作、寫操作。通過設(shè)置DSl511內(nèi)部寄存器實(shí)現(xiàn)其具體操作。首先通過地址端口A0～A4輸入需要訪問的寄存器地址碼；其次進(jìn)行尋址以找到目標(biāo)寄存器；最后通過數(shù)據(jù)端口DQ0～DQ7對(duì)目標(biāo)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的讀／寫操作。表1給出DSl511的主要寄存器。其中，月寄存器的EOSC位控制振蕩器的啟動(dòng)，停止；E3
2K=0，SQW端輸出32．768 kHz的方波。AMl～AM4和Dy／Dt位控制報(bào)警器的觸發(fā)條件?？刂艫寄存器的BLFl，BLF2位分別表示內(nèi)置電池和外置輔助電池的電壓狀態(tài)；PRS、PAB位控制PWR端的輸出；TDF位表示當(dāng)前時(shí)刻是否與設(shè)定的告警時(shí)間相符；WDF=1表示處理器未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向看門狗寄存器寫數(shù)據(jù)。對(duì)DSl5ll而言，控制B寄存器的晶體選擇位CS應(yīng)始終為0；若用戶需要使用看門狗功能，則要將看門狗使能位WDE置1。需要說明的是，在每次訪問DSl5ll前都應(yīng)先設(shè)置表l中相關(guān)寄存器的控制位。
在CE和OE都是低電平，且WE為高電平時(shí)，可從數(shù)據(jù)端口DQ0～DQ7讀取數(shù)據(jù)。在CE和WE都是低電平，而OE為任意電平時(shí)，可向數(shù)據(jù)口DQO—DQ7寫入數(shù)據(jù)。
3 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)
3．1 硬件電路設(shè)計(jì)
圖2是DSl511用于某系統(tǒng)信息記錄的電路圖。
3．1．1 電源供電和電源檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)
設(shè)計(jì)中，未使用VBAUX供電，而采用VCC和內(nèi)置電池供電。當(dāng)VCC高于電池電壓時(shí)，供電由VCC提供；當(dāng)VCC低于電池電壓時(shí)，則切換至電池供電。
由于DSl511具有上電復(fù)位功能．故無需再使用專門的電源檢測(cè)器件。用戶僅需將DSl511的RST端與MCU的RESET端相連，且采用同一電源向DSl511和MCU供電。借助DSl51l的上電復(fù)位功能，檢測(cè)電源掉電或故障，以確保MCU處于安全的復(fù)位狀態(tài)直到正常電源恢復(fù)且達(dá)到穩(wěn)定。對(duì)于需要使用看門狗定時(shí)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可將表1中的控制B寄存器的WDE位置l，即可使用DSl511自帶的看門狗定時(shí)器功能。
3．1．2 晶體和電池選擇
使用常規(guī)RTC必須選擇晶體和電池。而DSl511卻是例外，因?yàn)樗哂袃?nèi)置晶體和電池。對(duì)于有振動(dòng)要求的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用DSl511可解決晶體和電池的抗振防護(hù)問題。
3．1．3 存儲(chǔ)器選擇
采用易失性RAM雖然存取速度較快，但由于其掉電易失性，設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮數(shù)據(jù)掉電保護(hù)問題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)掉電保護(hù)是掉電檢測(cè)電路。當(dāng)發(fā)生掉電時(shí)，向MCU發(fā)出中斷，響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。而用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的RAM需要加備用電池。因此采用易失性RAM需大量占用硬件資源。而采用非易失性PROM雖然省去了備用電池，但存在使用壽命短、寫入時(shí)間長(zhǎng)的問題。由于寫入時(shí)間長(zhǎng)，還需考慮電路中的大電容，以提供必要的寫入電壓。如果電壓下降到系統(tǒng)無法工作時(shí)，數(shù)據(jù)還沒有寫完，那么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就會(huì)出錯(cuò)。這將產(chǎn)生數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不可靠的問題。而DSl511內(nèi)置SRAM是一種靜態(tài)RAM，可反復(fù)讀／寫操作，掉電后與時(shí)鐘共用內(nèi)置電池以確保數(shù)據(jù)不丟失。用其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)既可省去掉電檢測(cè)電路和備用電池，又保證存取速度，而且使用壽命長(zhǎng)。
3．2 軟件程序設(shè)計(jì)
圖3給出應(yīng)用DSl511實(shí)現(xiàn)某系統(tǒng)信息記錄的主程序流程圖。對(duì)DSl511的讀／寫操作只需按照其相關(guān)時(shí)序即可實(shí)現(xiàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，初始化DSl51l時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置寄存器，這樣做可減少初始化時(shí)間、提高程序執(zhí)行效率。
4 結(jié)語
將DSl511應(yīng)用于信息記錄，其軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，時(shí)間記錄準(zhǔn)確，給長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常工作的設(shè)備和故障診斷帶來方便。目前，采用DSl511設(shè)計(jì)的信息記錄模塊已在某系統(tǒng)中通過調(diào)試，并取得了良好的效果。在實(shí)際應(yīng)用中借助于DSl511的時(shí)鐘報(bào)警器、SRAM，還可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間鎖定和密碼保護(hù)等功能。
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