万年历数字钟及可调时钟系统.docx

万年历数字钟及可调时钟系统.docx

《万年历数字钟及可调时钟系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《万年历数字钟及可调时钟系统.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

万年历数字钟及可调时钟系统

万年历数字钟及可调时钟系统

一、引言

万年历数字钟是一种用万年历时钟芯片实现年、月、日、时、分、秒计时，并通过单片机处理后送给显示芯片显示的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且具有更长的使用寿命。

本系统还可以扩展为可调的自动开关,对家电对用电设备进行控制,笔者在随后改制成为可调时的自动断电的供电系统.

二、原理图设计

1．单片机及其外围电路设计

复位采用X25045芯片，复位电路如图1所示。

图1复位电路设计

单片机采用贴片封装的AT89S51，晶振为11.0592MHz。

其中P1.5~P1.7为下载程序使用，电路如图2所示。

图2单片机89S51外围电路设计

2．时钟芯片电路设计

时钟芯片采用PCF8563，晶振采用32.768K，电容使用15pf。

PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工业级内含I2C总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。

内部时钟电路、内部振荡电路、内部低电压检测电路（1.0V）以及两线制I2C总线通讯方式，不但使外围电路及其简洁，而且也增加了芯片的可靠性。

同时每次读写数据后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。

电路如图3所示。

图3时钟芯片电路设计

3．显示芯片电路设计

显示芯片采用ZLG7289，晶振为12MHz。

ZLG7289A是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的，具有SPI串行接口功能的可同时驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示﹑键盘接口的全部功能。

电路如图4所示。

图4显示芯片电路设计

4．双电源电路设计

系统采用双电源，平时使用V1＝10V的外接电源，停电时使用电池，由V2输入。

电池有6节，其电压为9V。

当电池电压低于6V时，LED亮，说明电池电量不足。

电路如图5所示。

图5双电源电路设计

三、程序设计

程序开始时先对系统初始化，并设置好各种中断。

下步操作主要是对时钟芯片进行操作，首先要给时钟芯片设置初值，时钟芯片便自行计数。

此时检测是否有按键按下，按键是为了调整时钟。

有按键按下则执行按键中断程序，没有按键按下则执行下一步的操作，即取时钟芯片中的时钟值，然后送显示。

程序流程图如下。

图6总体流程图

四、源程序

#include

#include

#include

#defineucharunsignedchar/*宏定义*/

#defineuintunsignedint

ucharclose_date,open_date;

voidRESWDI（void）;

voidWREN（void）;

voidWRDI（void）;

voidWRSR（void）;

unsignedcharRSDR（void）;

voidWIPCHK（void）;

voidOUTByte（unsignedcharByte）;

unsignedcharINPUTByte（void）;

unsignedcharReadByte（unsignedcharADD）;

voidWriteByte（unsignedcharByte,ADD）;

#define_Nop（）_nop_（）

sbitzlg7289_cs=P1^1;

sbitzlg7289_clk=P2^6;

sbitzlg7289_dio=P2^7;

sbitzlg7289_key=P3^2;

sbitp07=P0^7;

sbitp06=P0^6;

sbitCS=P2^4;

sbitSCK=P2^2;

sbitSO=P2^5;

sbitSI=P2^3;

sbitp10=P1^0;

sbitSDA=P1^2;/*模拟I2C数据传送位*/

sbitSCL=P1^3;/*模拟I2C时钟控制位*/

ucharbuf[9]={0x00,0x00,0x30,0x23,0x15,0x1,0x05,0x04,0x05};

ucharbufdata,bb,date;

ucharSLA=0xA2,SUBA=0x00;

uchar*p;

ucharkeychange=0;

ucharkey=0;/*键盘值*/

bitkeyint=0;/*按键中断标志*/

bitkeyok=1;/*数据是否修改好*/

ucharnum=0;/*移位键移到哪个LED*/

voiddelay（uchari）

{

while（i--）;

}

//********************TIMER1interruptprocess***************************//

timer0（void）interrupt1using1

{

TH0=0x3c;

TL0=0xb0;

RESWDI（）;

}

voidRESWDI（void）////复位看门狗（喂狗）

{

zlg7289_cs=1;

CS=1;

CS=0;

CS=1;

zlg7289_cs=1;

}

voidWREN（void）//写使能复位使用）?

{

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

OUTByte（0x06）;//发送06H写使能命令字

SCK=0;

CS=1;

zlg7289_cs=1;

}

voidWRDI（void）//写使能复位（禁止写{

{

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

OUTByte（0x04）;//发送04H写禁止命令字SCK=0;

CS=1;

zlg7289_cs=1;

}

voidWRSR（void）//写状态寄存器

{

WREN（）;

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

OUTByte（0x01）;//发送01H写寄存器命令字

OUTByte（0x00）;//发送寄存器值BL0,BL1为0没写保护，WD0=0W01=1

//WD1=0WD1=0看门狗复位时间1.4S

SCK=0;

CS=1;

zlg7289_cs=1;

WIPCHK（）;//判断是否写入

}

unsignedcharRSDR（void）//读状态寄存器

{

unsignedcharTemp;

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

OUTByte（0x05）;//发送05H读状态寄存器命令字

Temp=INPUTByte（）;//读状态寄存器值

SCK=0;

CS=1;

returnTemp;;//这一个调试时没有执行，Temp的值总是0xFF;?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

zlg7289_cs=1;

}

voidWIPCHK（void）//检查WIP位，判断是否写入完成

{

unsignedcharTemp,TempCyc;

for（TempCyc=0;TempCyc<50;TempCyc++）

{

Temp=RSDR（）;//读状态寄存器

if（Temp&0x01==0）

TempCyc=50;

}

}

//单字节指令或数据写入X25045

//在SI线上输入的数据在SCK的上升沿被锁存。

voidOUTByte（unsignedcharByte）//输出一个定节

{

unsignedcharTempCyc;

zlg7289_cs=1;

for（TempCyc=0;TempCyc<8;TempCyc++）

{

SCK=0;

if（Byte&0x80）

SI=1;

else

SI=0;

SCK=1;

Byte=Byte<<1;//右移

}

SI=0;//使SI处于确定的状态

zlg7289_cs=1;

}

//单字节数据从X25045读到单片机

//数据由SCK的下降沿输出到SO线上。

unsignedcharINPUTByte（void）//输入一个字节

{

unsignedcharTemp=0,TempCyc;

zlg7289_cs=1;

for（TempCyc=0;TempCyc<8;TempCyc++）

{

Temp=Temp<<1;//右移

SCK=1;

SCK=0;

if（SO）

Temp=Temp|0x01;//SO为1，则最低位为1

else

Temp&=0xFE;

}

returnTemp;;//这一个调试时没有执行，Temp的值总是0

zlg7289_cs=1;

}

unsignedcharReadByte（unsignedcharADD）//读地址中的数据这里不做先导字处理，只能读00-FFH

{

unsignedcharTemp;

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

SO=1;

SI=1;

OUTByte（0x3）;//发送读指令03H如要支持000-FFF则要把高位地址左移3位再为03H相或

OUTByte（ADD）;//发送低位地址

Temp=INPUTByte（）;

SCK=0;

CS=1;

returnTemp;//这一个调试时没有执行，Temp的

zlg7289_cs=1;

}

voidWriteByte（unsignedcharByte,ADD）//向地址写入数据这里同样不做先导字处理，只能写00-FFH

{

WREN（）;

zlg7289_cs=1;

SCK=0;

CS=0;

SO=1;

SI=1;

OUTByte（0x2）;//发送写指令02H如要支持000-FFF则要把高位地址左移2位再为02H相或

OUTByte（ADD）;//发送低位地址

OUTByte（Byte）;//发送数据

SCK=0;

CS=1;

WIPCHK（）;

zlg7289_cs=1;

}

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

***************模拟I2C总线传输程序***********************************

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

bitack;/*应答标志位*/

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

起动总线函数

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

voidStart_I2c（）

{

SDA=1;/*发送起始条件的数据信号*/

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;/*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=0;/*发送起始信号*/

_Nop（）;/*起始条件锁定时间大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;/*钳住I2C总线，准备发送或接收数据*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

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

结束总线函数

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

voidStop_I2c（）

{

SDA=0;/*发送结束条件的数据信号*/

_Nop（）;/*发送结束条件的时钟信号*/

SCL=1;/*结束条件建立时间大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=1;/*发送I2C总线结束信号*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

}

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

字节数据传送函数

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

voidSendByte（ucharc）

{

ucharBitCnt;

for（BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++）/*要传送的数据长度为8位*/

{

if（（c<

elseSDA=0;

_Nop（）;

SCL=1;/*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/

_Nop（）;

_Nop（）;/*保证时钟高电平周期大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;

}

_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=1;/*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

if（SDA==1）ack=0;

elseack=1;/*判断是否接收到应答信号*/

SCL=0;

_Nop（）;

_Nop（）;

}

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

字节数据接收函数

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

ucharRcvByte（）

{

ucharretc;

ucharBitCnt;

retc=0;

SDA=1;/*置数据线为输入方式*/

for（BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++）

{

_Nop（）;

SCL=0;/*置时钟线为低，准备接收数据位*/

_Nop（）;

_Nop（）;/*时钟低电平周期大于4.7s*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;/*置时钟线为高使数据线上数据有效*/

_Nop（）;

_Nop（）;

retc=retc<<1;

if（SDA==1）retc=retc+1;/*读数据位,接收的数据位放入retc中*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

SCL=0;

_Nop（）;

_Nop（）;

return（retc）;

}

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

应答子函数

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

voidAck_I2c（bita）

{

if（a==0）SDA=0;/*在此发出应答或非应答信号*/

elseSDA=1;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;

_Nop（）;/*时钟低电平周期大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;/*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

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

向有子地址器件发送多字节数据函数

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

bitISendStr（ucharsla,ucharsuba,uchar*s）

{

uchari;

Start_I2c（）;/*启动总线*/

SendByte（sla）;/*发送器件地址*/

if（ack==0）return（0）;

SendByte（suba）;/*发送器件子地址*/

if（ack==0）return（0）;

for（i=0;i<9;i++）

{

SendByte（*s）;/*发送数据*/

if（ack==0）return（0）;

s++;

}

Stop_I2c（）;/*结束总线*/

return

（1）;

}

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

向有子地址器件读取多字节数据函数

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

bitIRcvStr（ucharsla,ucharsuba,uchar*s）

{

uchari;

Start_I2c（）;/*启动总线*/

SendByte（sla）;/*发送器件地址*/

if（ack==0）return（0）;

SendByte（suba）;/*发送器件子地址*/

if（ack==0）return（0）;

Start_I2c（）;

SendByte（sla+1）;

if（ack==0）return（0）;

for（i=0;i<8;i++）

{

*s=RcvByte（）;/*发送数据*/

Ack_I2c（0）;/*发送就答位*/

s++;

}

*s=RcvByte（）;

Ack_I2c

（1）;/*发送非应位*/

Stop_I2c（）;

return

（1）;

}

/**********模拟I2C程序结束***************************/

voiddisplay（uintdis）

{

ucharj;

zlg7289_clk=0;

delay（20）;

zlg7289_cs=0;

for（j=0;j<16;j++）

{

if（（dis&0x8000）==0x8000）zlg7289_dio=1;

elsezlg7289_dio=0;

delay（20）;

zlg7289_clk=1;

delay（10）;

zlg7289_clk=0;

delay（10）;

dis=dis<<1;

}

zlg7289_cs=1;

delay（20）;

}

voiddis_play（ucharaa）

{

uchari;

for（i=0;i<8;i++）

{

if（_crol_（aa,i）&0x80）

zlg7289_dio=1;

else

zlg7289_dio=0;

zlg7289_clk=1;

delay（10）;

zlg7289_clk=0;

}

}

voiddisplaymonth（）

{

bufdata=buf[5]&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xc8）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[5]&0x30;

bufdata=bufdata>>4;

bufdata=bufdata&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xc9）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[7]&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xca）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[7]&0x10;

bufdata=bufdata>>4;

bufdata=bufdata&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xcf）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

}

voiddisplaytime（）

{

bufdata=buf[3]&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xce）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[3]&0x70;

bufdata=bufdata>>4;

bufdata=bufdata&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xcd）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[4]&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）;

dis_play（0xcc）;

delay（10）;

dis_play（bufdata）;

zlg7289_cs=1;

delay（70）;

bufdata=buf[4]&0x30;

bufdata=bufdata>>4;

bufdata=bufdata&0x0f;

zlg7289_cs=0;

delay（10）