孫偉

摘要：本設(shè)計主要是利用單片機(jī)將時鐘芯片DS12C887里的時鐘信息讀出并通過七段數(shù)碼管來顯示時間。該設(shè)計電路具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、調(diào)試方便、成本低廉等特點(diǎn)，適合大多數(shù)單片機(jī)愛好者學(xué)習(xí)與制作。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；萬年歷；時鐘芯片；七段數(shù)碼管

一、引言

電子萬年歷作為電子類小設(shè)計不僅是市場上的寵兒，也是單片機(jī)設(shè)計中一個很常用的題目。它具有很好的開放性和可發(fā)揮性。本課題的主導(dǎo)思想是軟硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進(jìn)行各功能模塊軟件程序的編寫；軟件系統(tǒng)的編寫主要以單片機(jī)語言為基礎(chǔ)，增加了程序的可讀性和可移植性，為了便于擴(kuò)展和更改，軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了。系統(tǒng)最終通過LED數(shù)碼管為載體顯示數(shù)據(jù)，所以具有人性化的操作和美觀的頁面效果，可以顯示時間、日期、星期。

二、硬件系統(tǒng)設(shè)計

1.系統(tǒng)功能分析

該系統(tǒng)具有數(shù)碼顯示年、月、日、時、分、秒的時間信息的功能，其時間信息可以任意的調(diào)整。這個系統(tǒng)所需要的制作成本低廉，制作簡單，所需要的程序簡單。該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，配合時鐘芯片，利用譯碼器使時間數(shù)碼顯示。由于時鐘芯片內(nèi)部時間信息不一定準(zhǔn)確，所以需要時間調(diào)整模塊對時鐘芯片內(nèi)部的時間信息進(jìn)行調(diào)整。

2.主要元件介紹

(1)、目前市場上的單片機(jī)，種類繁多，性能各異。所以，如何選擇適合本系統(tǒng)的單片機(jī)就成為本設(shè)計首要解決的問題。通常，單片機(jī)的選擇以性價比高、能夠滿足實際需要、常用等為標(biāo)準(zhǔn)。為此，本設(shè)計中的單片機(jī)選用AT89C52單片機(jī)。

（2）、DS12C887是美國DALLAS公司推出的RTC，是DS1287、DS12887的增強(qiáng)型品種，功能上相當(dāng)于MC146818B的的改進(jìn)型。DS12C887實時時鐘芯片功能豐富，可以用來直接代替IBMPC上的時鐘日歷芯片DS12887，同時，它的管腳也和MC146818B、DS12887相兼容。由于DS12C887能夠自動產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時、分、秒等時間信息，其內(nèi)部又增加了世紀(jì)寄存器，從而利用硬件電路解決“千年”問題；DS12C887中自帶有鋰電池，外部掉電時，其內(nèi)部時間信息還能夠保持10年之久；對于一天內(nèi)的時間記錄，有12小時制和24小時制兩種模式。在12小時制模式中，用AM和PM區(qū)分上午和下午；時間的表示方法也有兩種，一種用二進(jìn)制數(shù)表示，一種是用BCD碼表示；DS12C887中帶有128字節(jié)RAM，其中有11字節(jié)RAM用來存儲時間信息，4字節(jié)RAM用來存儲DS12C887的控制信息，稱為控制寄存器，113字節(jié)通用RAM使用戶使用；此外用戶還可對DS12C887進(jìn)行編程以實現(xiàn)多種方波輸出，并可對其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進(jìn)行屏蔽。

DS12C887芯片采用的是24腳雙列直插式封裝，其引腳接口邏輯和內(nèi)部操作方法與MC146818B基本一致，不同的是晶體振蕩器、振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池等封裝成一個加厚的集成電路模塊。DS12C887通電時會自動對電池充電，充足一次可運(yùn)行半年之久，正常工作時間可保證時鐘數(shù)據(jù)十年內(nèi)不會丟失。DS12C887內(nèi)部有專門的接口電路，使用時無需任何外圍電路即可和計算機(jī)總線連接，是一個真正的全自動日歷時鐘單元電路模塊。

三、軟件系統(tǒng)設(shè)計

1.流程圖設(shè)計

主程序流程圖設(shè)計如圖1所示，顯示程序流程圖如圖2所示。

2.測試環(huán)境介紹

在初步完成系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與軟件流程圖及測試程序編寫之后，要在特定的環(huán)境之下進(jìn)行測試，以便確定設(shè)計是否正確，是否需要調(diào)整。那么測試環(huán)境我們選擇使用WAVE6000環(huán)境。WAVE6000，中/英文界面可任選，用戶源程序的大小不受任何限制，有豐富的窗口顯示方式，多方位，動態(tài)地展示防真的各種過程，使用極為便利。防真器同時還可以直接工作于KeiluVision調(diào)試環(huán)境下，適應(yīng)不同的用戶操作習(xí)慣。

四、電路制作

1.用Protel99SE軟件畫出電路圖，生成網(wǎng)絡(luò)表文件，然后進(jìn)行印制電路板的設(shè)計與制作。

2.在安裝與調(diào)試之前，要準(zhǔn)備起子、萬用表、剪刀等必備工具，在調(diào)試電路時，對于軟件采用程序單步調(diào)試的方法，將偉幅仿真器與單片機(jī)連接，同時連接相關(guān)電路，運(yùn)行程序，一步一步檢測程序和電路現(xiàn)象是否正確。

3.在焊接電路之前，先對照元器件清單檢查元器件的數(shù)量、規(guī)格、型號是否一致，確認(rèn)無誤后，就可以開始焊接裝配電路。焊接元器件時建議遵循先矮后高、先小后大、先里后外的原則。當(dāng)所有元器件焊接完畢后，要仔細(xì)檢查各個焊點(diǎn)是否牢固，不要存在虛焊、連焊等現(xiàn)象。(作者單位：江蘇射陽人力資源和社會保障局)

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒麗新，翁桂榮.《單片機(jī)微型計算機(jī)及接口技術(shù)》[J].蘇州大學(xué)出版社，2002.4

[2]求是科技：《單片機(jī)典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)航》[J].北京人民郵電出版社，2004.5