万年历数字钟及可调时钟系统.docx
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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）
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