为PZ-51单板机上的实时时钟加装后备纽扣电池,和Windows时间同步 -

标题: 为PZ-51单板机上的实时时钟加装后备纽扣电池,和Windows时间同步 [打印本页]

作者: samuelni 时间: 2024-9-3 22:41
标题: 为PZ-51单板机上的实时时钟加装后备纽扣电池,和Windows时间同步
............ 很久很久没有玩8位单板机了 .... N 年以前用汇编语言玩了一阵朋友送的一个Z80单板机，做了一个继电器温控的方案后，软硬件一共500出手掉了。一直到2009年在上海遇到Zilog 公司创始人，Z80设计师 Federico Faggin （F.F.）后，又重新对单片机产生了一点兴趣。和F.F 一起用餐时，他告诉我，他的z80 已经升级到 ez80, 可以用 C 语言玩...... 真的好玩吗？我在Intel 公司玩了n 年的 C 语言，用来测试芯片的，现在可以用C 来玩 ez80? ...  于是不假思索就向F.F.索要开发套件。F.F. 很大方，当场送了一套价值400 元，包装精美的套件，看来他也是有备而来啊 ... :) ....  回家后捣鼓了一阵，搞了一个小玩具：躲在蚊帐里用红外遥控器开关外面的电灯 ... 后来几次搬家，把那个小玩具弄丢了。

时钟  tick tick 一晃一晃离开8080/z80/8051 的时代已经40多年了，全球 ARM core 的单片机和开发板大行其道，却发现国内还有大量资源和时间投在了学习51 单板机上面。的确，工业级性能的805x 还有很多应用场合，但对于所谓的【创客】，基于ARM core 的系统其实性价比和可玩性更高。但如果你确认是做电子电气自动化工程师的料，就花点时间玩一下51吧。。。不过网上【巨量】的视频讲座和学习材料，对真正希望学好单片机的同学其实帮助并不大：一则内容拖沓，二则组织混乱，三则浪费时间最终把【玩兴】消磨掉而圆不了工程师的梦。也许讲者是有开发经验的，甚至是开发的高手，但未必是【讲学】的行家？

.....我肯定在暗示你，我即是开发高手又是讲解大师.... Follow ME ....

闲话少叙，我们先来 hack 普中-51 单板机（A2 型）上 RTC 芯片 DS 1302, 把这款板子上的这个设计【缺陷】hack 掉，让板子能够真正做到（断电后也能）实时计时（包括日月天-星期）....

￥【免责声明：你如果按照本贴改动你板子上的软硬件，贴主对可能产生的任何损害一概不负任何法律责任】￥

材料和工具：
* 一颗3V 可充电锂电池（例如 ML 2032）
* 两根杜邦线
* 一个微型芯片管脚夹具（我牺牲了一个用在数字逻辑仪上的测试夹具）
* 电焊等
* 普中-51 单板机的官方电气线路图、说明书

步骤：
* 断电
* 锂电池（+）极和DS 1302 的VCC1 连接。板子原来设计是VCC1 悬空，（板子正反面都）没有引出，供大家玩一下。
* 锂电池（- ）极和板子的 GND 连接
（注：“连接” ，可以理解为焊接、夹接等等任何你认为方便的线路导通连接 ....  DS 1302 贴装芯片的管脚间距较小，焊接需要很好的焊接工具和水                平，我就偷懒了，用数字逻辑仪上的测试夹具夹一下）
* 上电
* 修改（官方）【21-DS1302时钟实验】示例程序当中的 void ds1302_init(void) 函数，在其中加上涓流充电寄存器的相关设置：

void ds1302_init(void)
{
      u8 i=0;
      ds1302_write_byte(0x8E,0X00);
      ds1302_write_byte(0x90,0xA5); // 0xA5 = 1010- 0101, 表示内部充电线路选用一个二极管和一个2K 欧姆的电阻                                                    // 由此限定最大充电电流约为 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-串口通信实验】当中的字符接受代码，使得单片机能够从 Windows PC 主机收取完整的时间-日期信息：

if(UART_RX_STA&0x8000)//判断串口是否收到完整的 9 字节时间-日期数据（7 Byte RTC 寄存器数据 + 2 Byte 通信结束标志）
  {
ds1302_write_byte(0x8E,0X00);       // 准备更新 ds1302 RTC 当中的时间-日期数据
for(i=0;i<7;i++)
{
   ds1302_write_byte(gWRITE_RTC_ADDR[ i],UART_RX_BUF[ i]);  // 逐字节更新 ....
}
ds1302_write_byte(0x8E,0X80);  //禁止写RTC，主要是防止管脚上偶发信号【噪音，毛刺】意外破坏RTC 里面的内容
beep_alarm(50,15);       // 给一个完成任务的蜂鸣器提示。。。可有可无。。。。
key_value = 13;// effectively jump to key-13 process，这个key_value 变量的来源是有故事的，以后再讲吧。
UART_RX_STA=0;////清除标记，以便下次接受新的日期-时间更新数据
}

* 在 PC Windows 上写一个小程序（偷懒的可以用教程里推荐的串口通讯程序把时间-日期数据手工发给单片机，但无法和PC 上的时间准确同步）
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//  版权说明：程序的框架源自 Rahul.S  ，我填写了 main 里面和 51单片机 UART - RTC 通信的具体代码
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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 上的设置，在你的PC 要相应修改
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 以上发送（超时）错误就放弃了。。。
                     {
                              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 命令编译-链接成 .exe 可执行文件. 你的PC 机需要安装MSVC 编译系统( 不需要IDE)，才能使用cl.exe

* 运行单片机的 UART 数据接受等待循环代码，同时在PC 端运行上面提到的windows 程序，51端收到数据后跳出循环，在LED 数码管上显示和PC 端同步的时间日期即可。。。。

【图片视频】

一图（姐）百讷，大家看看图片和视频吧。。。但这个（老古董 ... 还在用 Flash 插件... :)）网站好像没有办法从我的PC 上传mp4 视频... 刚注册没有几天，还不会玩这个网站，多多包涵啊。

okay ?

肯定有不少同学还没有完全看懂、读懂，我抽空整理一下单片机一端混乱、随手涂鸦的原代码, 加上注释后给大家抄一抄 .... :)

Happy Hacking

51hei图片_20240903211531.jpg (312.42 KB, 下载次数: 11)

和 Windows PC 时间同步

51hei图片_20240903211630.jpg (389.24 KB, 下载次数: 8)

夹住Vcc1 管脚

51hei图片_20240903213021.jpg (427.17 KB, 下载次数: 9)

背面的锂电池

WeChat_20240903211753.gif (1.07 MB, 下载次数: 9)

动画-同步

1.gif (918.78 KB, 下载次数: 10)

动画-断电后再上电

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