【摘 要】本設(shè)計(jì)主要對51系列單片機(jī)控制的多功能實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行了研究，時(shí)鐘芯片采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS12CR887芯片，單片機(jī)采用STC89C52RC芯片，液晶屏用YM1602C型LCD。實(shí)現(xiàn)了聲控背光，液晶顯示，時(shí)間顯示，時(shí)間設(shè)置，鬧鐘提醒，鬧鐘設(shè)置等功能。

【關(guān)鍵詞】實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12CR887 單片機(jī)STC89C52RC 液晶屏YM1602C

在日常生活中和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到對時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，這就給具有多種功能的時(shí)鐘提供了市場。這里給出了時(shí)鐘芯片DS12CR887及液晶顯示屏YM1602C與單片機(jī)的連接電路，聲控背光電路，軟件流程等供大家參考。

一、設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)為模塊化設(shè)計(jì)，總體上可分為三個(gè)模塊：

（一）電源模塊：系統(tǒng)輸入12V±3V直流電壓，經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器7805整成標(biāo)準(zhǔn)5V直流電，去耦后可為單片機(jī)及其他芯片供電。

（二）聲控背光：傳感器采用電容式麥克風(fēng)，經(jīng)兩級三極管放大電路對聲音信號進(jìn)行放大，再經(jīng)緩沖器增加其驅(qū)動(dòng)能力，最后和單片機(jī)的一個(gè)控制引腳與非后接到LCD背光正極。

（三）主體電路：由單片機(jī)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，液晶屏和鍵盤組成。單片機(jī)，時(shí)鐘，液晶屏都掛在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，時(shí)鐘和液晶屏通過少數(shù)地址總線和控制總線和單片機(jī)相連，以便控制。

二、電路硬件設(shè)計(jì)

電路硬件接線圖如圖1所示：

單片機(jī)P0口作為數(shù)據(jù)口連接在數(shù)據(jù)總線上[1]，數(shù)據(jù)總線上還掛有液晶屏和時(shí)鐘芯片，P2口中的一部分做了控制引腳，P2.4接液晶屏的使能端，P2.2接液晶屏的讀寫選擇端，P2.0接液晶屏的命令數(shù)據(jù)選擇端，P2.1經(jīng)非門接時(shí)鐘芯片的使能端，單片機(jī)的讀寫分別接時(shí)鐘芯片的讀寫引腳，P1口的低四位和外部中斷1引腳做了獨(dú)立鍵盤輸入，外部中斷0接了時(shí)鐘芯片的中斷輸出引腳，電容式麥克風(fēng)經(jīng)兩級三極管放大電路放大[2]和P1.4引腳共同控制液晶屏背光，時(shí)鐘芯片的方波輸出端接蜂鳴器作為鬧鐘動(dòng)作裝置。

液晶屏為YM1602C[3]，具有16個(gè)引腳，其中前3位引腳，為電壓驅(qū)動(dòng)端，4到6號引腳為控制引腳，分別為命令＼數(shù)據(jù)選擇引腳，讀＼寫選擇引腳和片選引腳，7到14引腳為8位數(shù)據(jù)接口，地位在前，15，16引腳分別為背光的正負(fù)極。

時(shí)鐘芯片為DS12CR887[4]，該芯片具有24個(gè)引腳，1號為總線類型選擇引腳，4到11為8位地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線接口，13到15號引腳分別為片選，地址鎖存和讀操作引腳，17到19為寫操作，復(fù)位，中斷輸出引腳，23和24號引腳為方波輸出和，電源正極引腳。

獨(dú)立按鍵可對時(shí)間信息和鬧鐘信息作出調(diào)整，在需要對時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整之前需要先按一下中斷按鍵，這時(shí)背光會被打開，并跳入功能設(shè)置選擇界面，這時(shí)按上下鍵可選擇“時(shí)間設(shè)置”選項(xiàng)和“鬧鐘設(shè)置”選項(xiàng)，按右鍵進(jìn)入設(shè)置界面，在設(shè)置界面里，可通過上下鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)加減一操作，通過左右鍵進(jìn)行選項(xiàng)移位及退出操作。

三、軟件設(shè)計(jì)

（一）主程序

系統(tǒng)上電復(fù)位后，先進(jìn)行時(shí)鐘芯片的初始化工作，初始化內(nèi)容包括晶體振蕩器的啟振或停振，輸出方波頻率設(shè)置，更新允許設(shè)置，三種中斷允許設(shè)置，方波輸出允許設(shè)置，數(shù)據(jù)類型設(shè)置，計(jì)時(shí)方式設(shè)置等。在設(shè)置好各項(xiàng)功能和時(shí)間及數(shù)據(jù)格式后，進(jìn)入液晶屏初始化程序，在設(shè)置好各項(xiàng)功能，顯示方式和清屏后，外部器件的初始化工作已經(jīng)完成，在中段功能設(shè)置完畢后，CPU就在原地等待中斷。

（二）外部中斷0服務(wù)子程序

外部中斷0服務(wù)子程序流程如圖2所示：系統(tǒng)進(jìn)入中斷程序后，首先關(guān)閉外部中斷響應(yīng)，以防處理當(dāng)前中斷時(shí)，被外界中斷打擾，隨即對DS12CR887進(jìn)行讀C寄存器操作，以清除中斷標(biāo)志，接著判斷中斷類型，如果是時(shí)鐘更新中斷，則刷新屏幕時(shí)間信息；如果是鬧鐘中斷，刷新屏幕時(shí)間信息后，還應(yīng)使能蜂鳴器進(jìn)行警示。最后退出外部中斷0服務(wù)子程序。

圖2.外部中斷0服務(wù)子程序流程

（三）外部中斷1服務(wù)子程序

外部中斷1服務(wù)子程序流程如圖3所示，系統(tǒng)進(jìn)入外部中斷1服務(wù)子程序后，首先關(guān)閉外部中斷響應(yīng)，以防處理當(dāng)前中斷時(shí)，被外界中斷打擾，隨即開啟LCD背光，調(diào)用按鍵檢測子程序，判斷用戶所按下的按鍵類型，若為功能鍵，則執(zhí)行相應(yīng)功能；若為返回鍵，則關(guān)閉LCD背光，開啟外部中斷相應(yīng)，并退出外部中斷1服務(wù)子程序。

圖3.外部中斷1服務(wù)子程序流程

四、結(jié)論

本文提出了聲控背光多功能電子時(shí)鐘的概念，使用51單片機(jī)主控芯片，DS12CR887為時(shí)鐘芯片，LCD1602為顯示屏，采用模塊化設(shè)計(jì)方法完成了其硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)，在論文之外完成了制版和軟硬件調(diào)試，系統(tǒng)工作可靠，性能穩(wěn)定，實(shí)物美觀有趣，可為廣大電子愛好者提供創(chuàng)新參考。

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