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標題: 為PZ-51單板機上的實時時鐘加裝后備紐扣電池,和Windows時間同步 [打印本頁]

作者: samuelni 時間: 2024-9-3 22:41
標題: 為PZ-51單板機上的實時時鐘加裝后備紐扣電池,和Windows時間同步
............ 很久很久沒有玩8位單板機了 .... N 年以前用匯編語言玩了一陣朋友送的一個Z80單板機，做了一個繼電器溫控的方案后，軟硬件一共500出手掉了。一直到2009年在上海遇到Zilog 公司創始人，Z80設計師 Federico Faggin （F.F.）后，又重新對單片機產生了一點興趣。和F.F 一起用餐時，他告訴我，他的z80 已經升級到 ez80, 可以用 C 語言玩...... 真的好玩嗎？我在Intel 公司玩了n 年的 C 語言，用來測試芯片的，現在可以用C 來玩 ez80? ...  于是不假思索就向F.F.索要開發套件。F.F. 很大方，當場送了一套價值400 元，包裝精美的套件，看來他也是有備而來啊 ... :) ....  回家后搗鼓了一陣，搞了一個小玩具：躲在蚊帳里用紅外遙控器開關外面的電燈 ... 后來幾次搬家，把那個小玩具弄丟了。

時鐘  tick tick 一晃一晃離開8080/z80/8051 的時代已經40多年了，全球 ARM core 的單片機和開發板大行其道，卻發現國內還有大量資源和時間投在了學習51 單板機上面。的確，工業級性能的805x 還有很多應用場合，但對于所謂的【創客】，基于ARM core 的系統其實性價比和可玩性更高。但如果你確認是做電子電氣自動化工程師的料，就花點時間玩一下51吧。。。不過網上【巨量】的視頻講座和學習材料，對真正希望學好單片機的同學其實幫助并不大：一則內容拖沓，二則組織混亂，三則浪費時間最終把【玩興】消磨掉而圓不了工程師的夢。也許講者是有開發經驗的，甚至是開發的高手，但未必是【講學】的行家？

.....我肯定在暗示你，我即是開發高手又是講解大師.... Follow ME ....

閑話少敘，我們先來 hack 普中-51 單板機（A2 型）上 RTC 芯片 DS 1302, 把這款板子上的這個設計【缺陷】hack 掉，讓板子能夠真正做到（斷電后也能）實時計時（包括日月天-星期）....

￥【免責聲明：你如果按照本貼改動你板子上的軟硬件，貼主對可能產生的任何損害一概不負任何法律責任】￥

材料和工具：
* 一顆3V 可充電鋰電池（例如 ML 2032）
* 兩根杜邦線
* 一個微型芯片管腳夾具（我犧牲了一個用在數字邏輯儀上的測試夾具）
* 電焊等
* 普中-51 單板機的官方電氣線路圖、說明書

步驟：
* 斷電
* 鋰電池（+）極和DS 1302 的VCC1 連接。板子原來設計是VCC1 懸空，（板子正反面都）沒有引出，供大家玩一下。
* 鋰電池（- ）極和板子的 GND 連接
（注：“連接” ，可以理解為焊接、夾接等等任何你認為方便的線路導通連接 ....  DS 1302 貼裝芯片的管腳間距較小，焊接需要很好的焊接工具和水                平，我就偷懶了，用數字邏輯儀上的測試夾具夾一下）
* 上電
* 修改（官方）【21-DS1302時鐘實驗】示例程序當中的 void ds1302_init(void) 函數，在其中加上涓流充電寄存器的相關設置：

void ds1302_init(void)
{
      u8 i=0;
      ds1302_write_byte(0x8E,0X00);
      ds1302_write_byte(0x90,0xA5); // 0xA5 = 1010- 0101, 表示內部充電線路選用一個二極管和一個2K 歐姆的電阻                                                    // 由此限定最大充電電流約為 2.2mA  (  ~ = ( 5V - 0.7V)/2K Ohm  = 2.15 mA
      for(i=0;i<7;i++)
      {
            ds1302_write_byte(gWRITE_RTC_ADDR[ i],gDS1302_TIME[ i]);
      }
      ds1302_write_byte(0x8E,0X80);       //disable write...
}

* 修改（官方）【 18-串口通信實驗】當中的字符接受代碼，使得單片機能夠從 Windows PC 主機收取完整的時間-日期信息：

if(UART_RX_STA&0x8000)//判斷串口是否收到完整的 9 字節時間-日期數據（7 Byte RTC 寄存器數據 + 2 Byte 通信結束標志）
  {
ds1302_write_byte(0x8E,0X00);       // 準備更新 ds1302 RTC 當中的時間-日期數據
for(i=0;i<7;i++)
{
   ds1302_write_byte(gWRITE_RTC_ADDR[ i],UART_RX_BUF[ i]);  // 逐字節更新 ....
}
ds1302_write_byte(0x8E,0X80);  //禁止寫RTC，主要是防止管腳上偶發信號【噪音，毛刺】意外破壞RTC 里面的內容
beep_alarm(50,15);       // 給一個完成任務的蜂鳴器提示。。。可有可無。。。。
key_value = 13;// effectively jump to key-13 process，這個key_value 變量的來源是有故事的，以后再講吧。
UART_RX_STA=0;////清除標記，以便下次接受新的日期-時間更新數據
}

* 在 PC Windows 上寫一個小程序（偷懶的可以用教程里推薦的串口通訊程序把時間-日期數據手工發給單片機，但無法和PC 上的時間準確同步）
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//  版權說明：程序的框架源自 Rahul.S  ，我填寫了 main 里面和 51單片機 UART - RTC 通信的具體代碼
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#include <Windows.h>
#include <stdio.h>

unsigned char decToBcd(WORD dec)
{
      return ( (dec/10)*16 + dec%10);
}
void main(void)
{

HANDLE hComm;                         // Handle to the Serial port

char ComPortName[] = "\\\\.\\COM13"; // Name of the Serial port(May Change) to be opened, COM13 是我的PC 上的設置，在你的PC 要相應修改
BOOL Status;
SYSTEMTIME localDateTime;
int i=0,j=0;

      printf("\n\n +==========================================+");
      printf("\n |  Serial Transmission (Win32 API)       |");
      printf("\n +==========================================+\n");
      /*----------------------------------- Opening the Serial Port --------------------------------------------*/

      hComm = CreateFile( ComPortName,    // Name of the Port to be Opened
            GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // Read/Write Access
            0,                               // No Sharing, ports cant be shared
            NULL,                         // No Security
            OPEN_EXISTING,          // Open existing port only
            0,                               // Non Overlapped I/O
            NULL);                         // Null for Comm Devices

      if (hComm == INVALID_HANDLE_VALUE)
            printf("\n Error! - Port %s can't be opened", ComPortName);
      else
            printf("\n Port %s Opened\n ", ComPortName);

      /*------------------------------- Setting the Parameters for the SerialPort ------------------------------*/

      DCB dcbSerialParams = { 0 }; // Initializing DCB structure
      dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams);

      Status = GetCommState(hComm, &dcbSerialParams);    //retreives  the current settings

      if (Status == FALSE)
            printf("\n Error! in GetCommState()");

      dcbSerialParams.BaudRate = CBR_9600;    // Setting BaudRate = 9600
      dcbSerialParams.ByteSize = 8;          // Setting ByteSize = 8
      dcbSerialParams.StopBits = 1;                         // Setting StopBits = 1
      dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;    // Setting Parity = None

      Status = SetCommState(hComm, &dcbSerialParams);  //Configuring the port according to settings in DCB

      if (Status == FALSE)
      {
            printf("\n Error! in Setting DCB Structure");
      }
      else
      {
            printf("\n Setting DCB Structure Successfull\n");
            printf("\n    BaudRate = %d", dcbSerialParams.BaudRate);
            printf("\n    ByteSize = %d", dcbSerialParams.ByteSize);
            printf("\n    StopBits = %d", dcbSerialParams.StopBits);
            printf("\n    Parity = %d", dcbSerialParams.Parity);
      }

      /*------------------------------------ Setting Timeouts --------------------------------------------------*/

      COMMTIMEOUTS timeouts = { 0 };

      timeouts.ReadIntervalTimeout       = 50;
      timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 50;
      timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier  = 10;
      timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 50;
      timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10;

      if (SetCommTimeouts(hComm, &timeouts) == FALSE)
            printf("\n Error! in Setting Time Outs\n");
      else
            printf("\n\n Setting Serial Port Timeouts Successfully\n\n");

      /*----------------------------- Writing a Character to Serial Port----------------------------------------*/
      char lpBuffer[] = { 0x11, 0x11, 0x11, 0x12, 0x12, 0x06, 0x24,0x0D, 0x0A};

      DWORD  dNoOFBytestoWrite;             // No. of bytes to write into the port
      DWORD  dNoOfBytesWritten = 0;       // No. of bytes written to the port

      dNoOFBytestoWrite = sizeof(lpBuffer); // Calculating the no of bytes to write into the port

      GetLocalTime(&localDateTime);
      lpBuffer[3] = decToBcd(localDateTime.wDay);
      lpBuffer[4] = decToBcd(localDateTime.wMonth);
      lpBuffer[5] = decToBcd(localDateTime.wDayOfWeek);
      lpBuffer[6] = decToBcd(((localDateTime.wYear) % 100));
      lpBuffer[2] = decToBcd(localDateTime.wHour);
      lpBuffer[1] = decToBcd(localDateTime.wMinute);
      lpBuffer[0] = decToBcd(localDateTime.wSecond);

      for (;;)
      {
            Status = WriteFile(hComm,// Handle to the Serialport
                     &lpBuffer[ i],       // Data to be written to the port
                     dNoOFBytestoWrite, // No. of bytes to write into the port
                     &dNoOfBytesWritten,  // No. of bytes written to the port
                     NULL);

            if (Status == TRUE)
            {
                     i++;
                     if( i > dNoOFBytestoWrite)
                     {
                              printf("%d bytes sent to the port...done!",dNoOFBytestoWrite);
                              break;
                     }
                     j = 0;
                     continue;
            }

            else
            {
                     //printf("\n\n Error %d in Writing to Serial Port",GetLastError());
                     j++;
                     if( j > 10 ) // 10 以上發送（超時）錯誤就放棄了。。。
                     {
                              printf("%d times failed to send byte[%d]=%2x... give up and quit!\n",j,i, lpBuffer[ i]);                               break;
                     }
            }

      }

      CloseHandle(hComm);//Closing the Serial Port
      printf("\n ============port %s closed=============\n", ComPortName);
      //_getch();
}

============================================================================

在 Windows 命令窗口下用 cl 命令編譯-鏈接成 .exe 可執行文件. 你的PC 機需要安裝MSVC 編譯系統( 不需要IDE)，才能使用cl.exe

* 運行單片機的 UART 數據接受等待循環代碼，同時在PC 端運行上面提到的windows 程序，51端收到數據后跳出循環，在LED 數碼管上顯示和PC 端同步的時間日期即可。。。。

【圖片視頻】

一圖（姐）百訥，大家看看圖片和視頻吧。。。但這個（老古董 ... 還在用 Flash 插件... :)）網站好像沒有辦法從我的PC 上傳mp4 視頻... 剛注冊沒有幾天，還不會玩這個網站，多多包涵啊。

okay ?

肯定有不少同學還沒有完全看懂、讀懂，我抽空整理一下單片機一端混亂、隨手涂鴉的原代碼, 加上注釋后給大家抄一抄 .... :)

Happy Hacking

51hei圖片_20240903211531.jpg (312.42 KB, 下載次數: 11)

和 Windows PC 時間同步

51hei圖片_20240903211630.jpg (389.24 KB, 下載次數: 8)

夾住Vcc1 管腳

51hei圖片_20240903213021.jpg (427.17 KB, 下載次數: 9)

背面的鋰電池

WeChat_20240903211753.gif (1.07 MB, 下載次數: 9)

動畫-同步

1.gif (918.78 KB, 下載次數: 10)

動畫-斷電后再上電

歡迎光臨 (http://www.zg4o1577.cn/bbs/)