8155及DS12887结构及特点 万年历源程序

由于该电路使用了两个专用芯片，为了在分析程序时使大家理解清楚，有必要对8155及DS12887的功能、特点进行较详细的介绍。

8155结构及特点

图2为8155的内部结构，8155为多功能的可编程接口芯片，内部包含有256字节RAM，两个可编程8位并行口、一个6位并行口和一个14位的计数器。8155是8051单片机应用系统中最适用的外围器件。数据存贮器是256x8位静态RAM。I/O由三个通用口组成，其中的6位口可编程为状态控制信号。可编程的14位计数器/定时器用于给单片机系统提供方波或计数脉冲。

图3为8155的引脚排列。RESET为复位端，高电平有效。AD0~AD7为三态地址/数据线。CE为芯片片选端。/RD、/WR为读写信号端。ALE为地址锁存信号。IO/M为IO/RAM选择线，低电平选择RAM，高电平选择I/O口。PA0~PA7为端口A。PB0~PB7为端口B。PC0~PC5为端口C，用作控制信号线时，其功能如下：

PC0──AINTR（口A中断）

PC1──ABF（口A缓冲器满）

PC2──/ASTB（口A选通）

PC3──BINTR（口B中断）

PC4──BBF（口B缓冲器满）

PC5──/BSTB（口B选通）

TIMER IN为计数器/定时器输入端。TIMER OUT为定时器输出端，可以是方波或脉冲波形。Vcc为十5V电源。Vss为接地端。

8155的口A、口B可工作于基本I/O方式或选通I/O方式，□C可作为输入输出线，也可作为口A、口B选通方式时的状态控制信号线。具体选择由写入命令寄存器的命令字决定。命令字如下：

PA，PB：定义口A、口B，0为输入，1为输出。

IEA，IEB：口A、口B中断控制，1为允许，0为禁止。

PC1，PC2：定义口的工作方式。

TM1，TM2：定时器命令

8155的定时器为14位的减法计数器，对输入脉冲进行减法计数，定时器由两个字节组成，其格式如下：

T13~T0：计数长度。

M2，M1：定时器方式

DS12887结构及特点

图4为DS12887的结构框图，DS12887是DALLAS公司的实时时钟芯片RTC（Real Time Clock），它功能丰富，应用广泛，PC机内的时钟信号就是由D512887提供的。DS12887内部自带晶体振荡器及锂电池，可计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日、月、年七种日历信息并带闰年补偿，断电后能运行10年之久不丢失数据。可选用夏令时，具有24小时或12小时两种制式。它在工业控制及仪器仪表中有广泛用途。DS12887上电时，当Vcc高于4.25V 200mS后，芯片可以被外部程序操作。当Vcc低于4.25V时，芯片处于写保护状态（所有的输入均无效），同时所有输出呈高阻状态。当Vcc低于3V时，芯片将自动把供电方式切换为由内部电池供电。

图5为DS12887的引脚排列。AD0~AD7为地址/数据复用总线。NC为空脚。MOT为总线模式选择（MOTOROLA/INTEL），当此脚接到Vcc时，选用的是MOTOROLA总线时序，当它接地或不接时，选用的是INTEL总线时序。CS为片选端。AS为地址锁存允许端。R/W在INTEL总线下作为写。DS在INTEL总线下作为读。RESET为复位端，复位端对时钟、日历、RAM无效，系统上电时复位端要保持低电平200mS以上DS12887才可以正常工作。IRQ为中断请求输出端。SQW为方波输出端，当Vcc低于4.25V时没有作用。Vcc为+5V电源。GND为接地端。

DS12887有128个RAM单元。其中4个单元用作控制寄存器，10个单元用作存放时钟字节，114字节为通用RAM。其主要寄存器如下：

DS12887内部寄存器A：

UIP=l：更新已到，不能读/写DSl2887；UIP=0：更新末到，能读/写DS12887。

DV2，DV1，DV0应设置为010，表示打开晶振，允许计时。

RS3，RS2，RS1，RS0为方波频率选择位，产生方波周期中断。

DS12887内部寄存器B：

SET=0：时间更新正常进行，每秒计数1次；SET=1：禁止更新，程序可初始化时间和日历。

PIE=l：允许周期中断；PIE=0：禁止周期中断。

AIE=1：允许报警中断；AIE=0：禁止报警中断。

UIE=1：允许更新结束中断；UIE=0：禁止更新结束中断。

SQWE为方波允许位。SQWE=1：将RS3，RS2，RS1，RS0选定的方波输出。

DM=1：BCD码；DM=0：二进制。该位不受复位信号影响

24/12：1表示24[小]时制；0表示12[小]时制。

DSE为夏时制允许位。DSE=l：采用夏时制；DSE=0：不采用夏时制。

DS12887内部寄存器C：

IRQF为中断申请标志。

PF为方波周期中断标志。PF=1：方波周期结束，申请中断。

AF为闹铃中断标志。AF=1：当前时间与闹铃时间匹配时即刻申请中断。

UF为更新周期结束中断标志。UF二I:更新周期结束时申请中断。

DS12887内部寄存器D：

VRT为内部锂电池状态。VRT=1：锂电池正常；VRT=0：锂电池耗尽。

D512887内部存储器功能如附表所示。

#include <REG51.H>

#include <ABSACC.H>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//============================

#define C8155 XBYTE[0x7000]

#define PA XBYTE[0x7001]

#define PB XBYTE[0x7002]

#define PC XBYTE[0x7003]

//============================

#define sec XBYTE[0x8000]

#define min XBYTE[0x8002]

#define hou XBYTE[0x8004]

#define week XBYTE[0x8006]

#define day XBYTE[0x8007]

#define mon XBYTE[0x8008]

#define year XBYTE[0x8009]

#define cent XBYTE[0x8032]

#define DS12887A XBYTE[0x800a]

#define DS12887B XBYTE[0x800b]

#define DS12887C XBYTE[0x800c]

//===============================

sbit set_inc=P1^0;

sbit set_dec=P1^1;

sbit inc=P1^2;

sbit dec=P1^3;

uchar disbit;

bit flag;

uchar SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code act_PB[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

uchar code act_PC[5]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef};

char ms=0;

char data ram_year,ram_mon,ram_day,ram_week,ram_hou,ram_min,ram_sec;

void scan_key(void);

void delay(uint k);

void wr_time(void);

void rd_time(void);

/******************************/

void init_timer0(void)

{

TH0=-(2000/256);

TL0=-(2000%256);

TR0=1;

}

//***********************

void init(void)

{init_timer0();

EA=1;ET0=1;

C8155=0x0f;

DS12887A=0x20;

}

/**********************************/

void time_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/****************************************/

void min_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10]&0x7f;}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10]&0x7f;}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/***************************************/

void hou_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10]&0x7f;}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10]&0x7f;}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/***************************************/

void week_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1]&0x7f;}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/**************************************/

void day_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10]&0x7f;}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10]&0x7f;}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/********************************************/

void mon_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10]&0x7f;}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10]&0x7f;}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10];}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10];}break;

default:break;

}

}

/****************************************/

void year_dis(uchar disbit)

{uchar y_week;

switch(disbit)

{

case 0:{PA=SEG7[ram_sec%10];}break;

case 1:{PA=SEG7[ram_sec/10];}break;

case 2:{PA=SEG7[ram_min%10];}break;

case 3:{PA=SEG7[ram_min/10];}break;

case 4:{PA=SEG7[ram_hou%10];}break;

case 5:{PA=SEG7[ram_hou/10];}break;

case 6:{if(ram_week==1)y_week=9;

else y_week=ram_week;PA=SEG7[y_week-1];}break;

case 7:{PA=SEG7[ram_day%10];}break;

case 8:{PA=SEG7[ram_day/10];}break;

case 9:{PA=SEG7[ram_mon%10];}break;

case 10:{PA=SEG7[ram_mon/10];}break;

case 11:{PA=SEG7[ram_year%10]&0x7f;}break;

case 12:{PA=SEG7[ram_year/10]&0x7f;}break;

default:break;

}

}

/****************************************/

void time0(void) interrupt 1 using 1

{static uchar disbit;

TH0=-(2000/256);

TL0=-(2000%256);

PB=0xff;PC=0xff;

switch(ms)

{

case 0:{time_dis(disbit);}break;

case 1:{min_dis(disbit);}break;

case 2:{hou_dis(disbit);}break;

case 3:{week_dis(disbit);}break;

case 4:{day_dis(disbit);}break;

case 5:{mon_dis(disbit);}break;

case 6:{year_dis(disbit);}break;

default:break;

}

disbit++;

if(disbit>12)disbit=0;

if(disbit<8){PB=act_PB[disbit];PC=0xff;}

else {PB=0xff;PC=act_PC[disbit-8];}

}

/***********************************/

void main(void)

{

init();

rd_time();

while(1)

{

scan_key();

if(ms==0){

if(flag){wr_time();flag=0;}

else rd_time();

}

}

}

/*****************************************/

void wr_time(void)

{

DS12887B=0x86;

year=ram_year;mon=ram_mon;day=ram_day;

week=ram_week;hou=ram_hou;min=ram_min;

DS12887B=0x06;

}

/*******************************************/

void rd_time(void)

{

uchar data temp,x;

do{temp=DS12887A;x=temp|0x7f;}while(x==0xff);

ram_year=year;ram_mon=mon;ram_day=day;

ram_week=week;ram_hou=hou;ram_min=min;ram_sec=sec;

}

/*****************************************/

void scan_key(void)

{

if(!set_inc){ms++;delay(200);if(ms>6)ms=0;}

if(!set_dec){ms--;delay(200);if(ms<0)ms=6;}

if(ms==1){flag=1;if(!inc){ram_min++;if(ram_min>59)ram_min=59;delay(200);}

if(!dec){ram_min--;if(ram_min<1)ram_min=1;delay(200);}}

if(ms==2){if(!inc){ram_hou++;if(ram_hou>23)ram_hou=23;delay(200);}

if(!dec){ram_hou--;if(ram_hou<0)ram_hou=0;delay(200);}}

if(ms==3){if(!inc){ram_week++;if(ram_week>7)ram_week=7;delay(200);}

if(!dec){ram_week--;if(ram_week<1)ram_week=1;delay(200);} }

if(ms==4){if(!inc){ram_day++;if(ram_day>31)ram_day=31;delay(200);}

if(!dec){ram_day--;if(ram_day<1)ram_day=1;delay(200);}}

if(ms==5){if(!inc){ram_mon++;if(ram_mon>12)ram_mon=12;delay(200);}

if(!dec){ram_mon--;if(ram_mon<1)ram_mon=1;delay(200);}}

if(ms==6){flag=1;if(!inc){ram_year++;if(ram_year>99)ram_year=99;delay(200);}

if(!dec){ram_year--;if(ram_year<0)ram_day=0;delay(200);} }

}

/********************************************************/

void delay(uint k)

{

uint i,j;

for(i=0;i<k;i++){

for(j=0;j<60;j++)

{;}}

}

/*****************end********************/

汽车智能化扫盲：秒懂CPU、GPU、NPU、DPU、MCU、ECU

当汽车进入电动化、智能化赛道后，产品变革所衍生的名词困扰着消费者。例如关于芯片方面的CPU、GPU、NPU、SOC等等。这些参数格外重要，甚至不逊于燃油车时代的一些核心部件配置。

这次，我们进行一次芯片名词科普，一起扫盲做个电动化汽车达人。

关于芯片里的名词

1、CPU

汽车cpu是汽车中央处理器。其事就是机器的“大脑”，也是布局谋略、发号施令、控制行动的“总司令官”。

CPU的结构主要包括运算器（ALU, Arithmetic and Logic Unit）、控制单元（CU, Control Unit）、寄存器（Register）、高速缓存器（Cache）和它们之间通讯的数据、控制及状态的总线。

简单来说就是：计算单元、控制单元和存储单元。（架构如下图）

如果你看不懂，我可以把他翻译成中文。简单来说就是，计算单元主要执行算术运算，存储单元主要保存数据以及指令等；控制单元则对指令译码。

2、GPU

GPU叫做图形处理器，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片。

图形处理你是不是想到了显卡？提到显卡和GPU，人们会想到游戏和电影中精美的三维图形。其实，早期显卡不但不能处理三维图形，甚至连二维图形都无法处理，它仅具备显示能力。今天，GPU不但能够处理复杂的三维图形，还能作为协处理器，在通用计算中使用。

电脑图形处理器的发展是从图形显示适配器开始的，到图形加速器，再到图形处理器即GPU，其功能在不断增强。

3、MCU

汽车mcu是微控制器，控制着汽车内所有的电子系统，比如多媒体、音响、导航、悬挂等。作为汽车电子控制系统的核心，mcu必须有着耐高温和坚固的特性，使之在复杂的汽车内部环境中不容易损坏。

MCU分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位单片机。4位MCU大部分应用在计算器、车用仪表、车用防盗装置。

4、NPU

近几年NPU特别火，我们可以理解为NPU就是AI芯片，普通芯片就是CPU。在自动驾驶和智能座舱都离不开NPU。

换句话说，npu是具备智能和学习的特性， 也就是说这个处理器它是会模仿人的大脑神经网络的。

在工作模式上，CPU主要是负责低精度,各种普通的数据,npu则是人工智能算法上面运行效率要高于另外两者。

5、SoC

SoC芯片是芯片的一种，简单的理解就是把几种不同类型的芯片集成到一块芯片上，比如把CPU、GPU、存储器、蓝牙芯片等集成到一个芯片上。

再例如，智能座舱上的wifi功能和蓝牙功能，都是集成在SoC芯片之上，例如8155就属于SoC芯片。

6、TOPS

TOPS也是我们常说的算力，1 TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次。我们熟知的8155芯片算力是8TOPS，英伟达 orin芯片算力为254TOPS。

汽车从L1、L2、L3、L4、L5不断推进，某种意义上看，就是算力的竞赛，每往上进阶一级就意味着对算力的需求更高。

毫无疑问，当前的自动驾驶芯片市场发生了明显的变化，“大算力”正是一大趋势。除了英伟达，算力突破100TOPS的芯片陆续问世，比如已发布单颗芯片最高算力可达128TOPS的地平线征程5；单颗芯片最高算力可达176TOPS的Mobileye EyeQ Ultra等。

7、DMIPS

常常有人会把TOPS和DMIPS搞混，认为这两个词语都在表达同一种计算能力。其实并非如此，DMIPS是每秒处理机器语言指令数，而TOPS是每秒钟可以进行的操作数量。

例如8155芯片CPU能够达到105K DMIPS执行能力，算力是8TOPS，这显然是芯片两块不同领域的处理能力。

DMIPS是，用Dhrystone这套测试程序跑下来，每秒钟可以执行多少指令。

某种意义上，谁家的这个数字高，谁家的CPU就更牛。50000DMIPS就意味着每秒可以执行50000*100万条指令。

8、DPU

DPU和NPU的组合很像TOPS和DMIPS，很容易搞混。

DPU和NPU都是具有学习能力的芯片，只是DPU是深度学习处理器，是基于Xilinx可重构特性的FPGA芯片。而NPU不基于Xilinx。

不同于CPU的AI芯片，DPU可以机器学习、安全、电信和存储等应用，并提升性能。

汽车芯片的种类

汽车芯片的三大类：1、整车域的MCU。2、自动驾驶域的AI芯片。3、智能座舱域的CPU。这三大门类都需要芯片，但是难度系数却相差很多。

汽车芯片从MCU到自动驾驶座舱，虽然有如果说MCU芯片的弱鸡性能让汽车的面子有点挂不住，那自动驾驶域的AI芯片可以说是扳回一城了。

1、自动驾驶域的AI芯片

以英伟达orin为例，orin的CPU内核是12个Coretex-A78（代号Hercules），GPU是Ampere。

我们拿蔚来ET7举例。

CUBA单元：蔚来ET7搭载了四颗NVIDIA ORIN芯片(近1000TOPS)，其CUBA(Compute Unified Device Architecture)单元达8096，接近8704CUBA核心的RTX3080显卡。

晶体管数量：蔚来ET7搭载四颗NVIDIA ORIN芯片的晶体管数量为680亿，同期“秒天秒地秒一切”的苹果A14芯片的晶体管数量为118亿。

数据处理量：特斯拉FSD芯片内置图片处理器ISP，最高以25亿像素/秒的速度处理图像，大概是往21块1080P的高清屏幕上塞60帧画面。

NPU：特斯拉FSD芯片的神经处理单元NPU高速缓存32MB，与零售价16999元的英特尔酷睿i9-9980XE的33.75MB SRAM缓存总量相当

2、智能座舱芯片

智能座舱的主芯片一般称之为SoC – System on Chip即片上系统，它包括CPU、GPU，AI引擎，还包括处理各种各样摄像头的ISP，支持多显示屏的DPU、集成音频处理等等。另外第3代的数字座舱系统，配备了个性化的计算机视觉和机器学习的计算机应用平台，包含AI加速器等等。同时，高通在SoC上也集成了先进的Wi-Fi、蓝牙技术，可以支持眼下最热的Wi-Fi6以及蓝牙5.1的技术。

提到智能座舱芯片，不得不看高通骁龙8155芯片。

高通的8155芯片是一枚强大的智能座舱SOC芯片，全称是SA8155P，它采用7纳米工艺制造，具有八个核心CPU，算力为8TOPS，也就是每秒运算8万亿次，它可以最多支持6个摄像头，连接4块2K屏幕或者3块4K屏幕，支持WiFi6，支持5G，支持蓝牙5.0。

值得注意的是，8155芯片并没有独立的NPU内核，AI计算主要通过DSP、CPU和GPU组成的AI引擎完成。其中，Hexagon 690拥有7TOPS的AI算力，加上CPU、GPU的AI算力之和为8TOPS。而在制程方面，高通8155采用台积电N7工艺，也就是第一代7nm工艺打造，与骁龙855以及855+属于同一代产品。

3、整车域MCU

在智能化未普及之前，早期汽车是纯机械产品。那时的发动机并没有电子控制器、车窗也只有机械式控制，所以不需要任何芯片，更没有算力、图像处理这一说法。

在近几十年中，机械式的汽车逐步智能化。一次新增一个功能，就需要配一个MCU(Micro Control Unit)。这种发展方式，造成了MCU越多，线束凌乱的现状。这也构成了传统车企缺芯的现象。

当然，也不要小看MCU，这个领域支撑起来的半导体公司都是赫赫有名。如果对比的是汽车MCU芯片 —— 那的确，无论是性能上、制程上，手机芯片都要先进不少！

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[最佳回答]对!