【文章內(nèi)容簡介】 輸出端信號對照表輸入端電平輸出端電平 顯示字形輸入端電平輸出端電平 顯示字形 D C B A gfedcba D C B A gfedcba 0 0 0 0011 1111 0 0 1 0 1110 1101 5 0 0 0 1000 0110 1 0 1 1 0111 1101 6 0 0 1 0101 1011 2 0 1 1 1000 0111 7 0 0 1 1100 1111 3 1 0 0 0111 1111 8 0 1 0 0110 0110 4 1 0 0 1110 1111 9 LED位驅(qū)動(dòng)芯片的選擇LED的位驅(qū)動(dòng)較常用的芯片有ULN2003A和ULN2803。前者是具有7個(gè)達(dá)林頓電路的集成芯片，后者是具有8個(gè)達(dá)林頓電路的集成芯片。此種芯片集電極可以收集最大達(dá)500mA的電流，耐壓為30V，能驅(qū)動(dòng)常規(guī)的LED顯示器。2803芯片的電路原理和2003完全相同，只是在結(jié)構(gòu)上2803比2003多一路驅(qū)動(dòng)器。 ULN2803芯片引腳圖 圖中的IN1～I(xiàn)N8引腳是輸入端，OUT1～OUT8引腳是輸出端。在本設(shè)計(jì)中選用ULN2803作為位驅(qū)動(dòng)電路，將該芯片的輸入端引腳INININININININ7 與單片機(jī)的P2連接，該芯片的輸出端引腳OUTOUTOUTOU4與LED顯示器的4個(gè)位碼引腳D1～D4相連接。ULN2803的作用是接受來自單片機(jī)的位碼輸入信號，經(jīng)過反相放大后輸出，送到LED顯示器的位碼引腳，完成對位碼信號的反向和驅(qū)動(dòng)的功能。 LED驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)的連接可以采用單片機(jī)的P0口作為與LED的輸出接口，即P0口的低四位作為LED的段碼輸出信號，P2口的低四位作為LED位碼的輸出控制信號。硬件電路連接如圖9所示。R1是上拉電阻，作用是保證LED可靠導(dǎo)通與截止，可以選擇8腳排電阻（7100Ω）。 4LED顯示器接口電路原理該電路的工作原理是：當(dāng)P0口的低四位輸出段碼信號的BCD碼后，通過74LS48芯片的譯碼和驅(qū)動(dòng)作用，在其輸出端輸出具有一定驅(qū)動(dòng)能力的七段字形碼，由于4LED的段碼輸入引腳是并聯(lián)在一起的，所以每一位LED的段碼輸入引腳都能獲得這個(gè)段碼信號。若要控制在每一時(shí)刻只有一位LED被點(diǎn)亮，必須靠位碼信號控制。P2口的低4位輸出位碼信號，經(jīng)ULN2803A反向后接到LED的位碼控制端，因此P2口的位碼信號在每一時(shí)刻只有一位是“1”，其他位全為“0”，然后按時(shí)間順序改變輸出“1”的位置，控制在每一時(shí)刻只有一位LED被點(diǎn)亮，達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。 蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求定時(shí)時(shí)間到時(shí)要有聲音提醒信號產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)這一功能。壓電式蜂鳴器（HA）工作時(shí)約需10mA的驅(qū)動(dòng)電流，并設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)及控制電路。電路設(shè)計(jì)如圖所示，蜂鳴器（HA）作為三極管VT1的集電極負(fù)載，當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲音，VT1截止時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。R3是限流電阻。 蜂鳴器電路原理圖 蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口：。=0時(shí)，VT1導(dǎo)通，使蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴音。=1時(shí)，VT1截止，蜂鳴器的兩引腳間的直流電壓接近于0V，蜂鳴器不發(fā)生。 蜂鳴器有長聲和短聲兩種，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。本設(shè)計(jì)選擇短聲蜂鳴器，蜂鳴器報(bào)警時(shí)間的長短，通過軟件編程控制，請參看主程序設(shè)計(jì) 鍵盤電路設(shè)計(jì)與器件選擇按鍵是一組常開的按鍵開關(guān),每個(gè)按鍵都被賦予一個(gè)代碼,、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相應(yīng)的I/O端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在510ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。本文在軟件中采用了相應(yīng)的軟件程序來消除抖動(dòng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，延時(shí)1020ms再查詢是否有鍵按下，若沒有鍵按下，說明上次查詢結(jié)果為干擾或抖動(dòng)；若仍有鍵按下。則說明閉合鍵已穩(wěn)定。在單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤。鍵盤結(jié)構(gòu)可以分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤（矩陣式）兩類。在本設(shè)計(jì)中需要4個(gè)按鍵，因此選擇獨(dú)立式鍵盤。，電路由按鍵和4個(gè)電阻組成，按鍵分別命名為SET、ALM、+1和RET鍵，按鍵可以采用輕觸開關(guān)，電阻可以采用5腳排電阻（41kΩ）。 鍵盤接口電路原理圖 ，、ALM接入兩個(gè)外部中斷的請求信號INTINT0；、通過兩個(gè)按鍵+RET接入兩個(gè)輸入信號。4個(gè)按鍵功能的設(shè)計(jì)思路如下：當(dāng)SET鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的INT1引腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷請求信號，CPU響應(yīng)中斷請求時(shí)，就轉(zhuǎn)移到INT1中斷服務(wù)程序入口地址，執(zhí)行INT1的中斷服務(wù)程序。設(shè)計(jì)INT1的中斷服務(wù)程序的功能是調(diào)整當(dāng)前時(shí)間。即當(dāng)電子時(shí)鐘的時(shí)間有誤差時(shí)，需要隨時(shí)對它進(jìn)行調(diào)整，使用SET鍵與+1鍵、RET鍵配合來完成這一功能。 當(dāng)ALM鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的INT0引腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷信號，CPU響應(yīng)中斷請求時(shí)，就轉(zhuǎn)移到INT0中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行INT0的中斷服務(wù)程序。INT0的中斷服務(wù)程序的功能是輸入定時(shí)時(shí)間。即當(dāng)需要電子時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)服務(wù)時(shí)，可以通過該鍵的功能來輸入定時(shí)時(shí)間，使用ALM鍵與+1鍵、RET鍵配合來完成這一功能。 +1調(diào)整健功能：分別對時(shí)間值的分十位、分個(gè)位、秒的十位、秒的個(gè)位進(jìn)行+1調(diào)整，即該鍵每按下一次，對應(yīng)的時(shí)間調(diào)整位+1。 RET確認(rèn)鍵功能：確認(rèn)，即對+1調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時(shí)，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。 串行接口RTC芯片DS1307及應(yīng)用 DS1307串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，是一種具有I2C總線接口的外圍器件，該芯片內(nèi)部具有BCD碼時(shí)鐘/日歷和56個(gè)自己的非易失性SRAM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；兩線串行接口和頻率可變的單方波輸出；自動(dòng)的掉電保護(hù)和開關(guān)循環(huán)等功能。由于它具有可編程、低功耗、體積較小和引腳少的特點(diǎn)，特別適用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。 DS1307時(shí)鐘芯片的引腳功能DS1307的封裝方式有8引腳DIP和16引腳SOIC方式。 DS1307引腳圖 DS1307內(nèi)部結(jié)構(gòu)各引腳功能如下：Vcc，GND：直流電源接入引腳。Vbat：電池接入端，能使DS1307再?zèng)]有電源的情況下工作十年。SCL：時(shí)鐘信號輸入端，使數(shù)據(jù)在串行接口的傳送同步進(jìn)行，需外接上拉電阻。SDA：串行數(shù)據(jù)輸入/輸出的引腳，需外接上拉電阻。SQW/OUT：頻率可變的方波輸出端，有4種頻率信號：1Hz，4kHz，8kHz和32kHz可以選擇。SQW/OUT引腳需要外部上拉電阻。X1，X2：外接晶振引腳，與標(biāo)準(zhǔn)32kHz晶振相連，可以修正時(shí)鐘的精確性。 DS1307時(shí)鐘格式和地址分配 DS1307的內(nèi)部寄存器與RAM地址分配DS1307的內(nèi)部有存儲(chǔ)器RAM與RTC時(shí)間寄存器兩部分組成。RTC時(shí)間寄存器的地址從00H到07H。RAM有56個(gè)字節(jié)，地址從08H到3FH。在多字節(jié)數(shù)據(jù)存取時(shí)，地址指針自動(dòng)加一，當(dāng)?shù)刂分羔樦傅絉AM最后一位3FH時(shí)，自動(dòng)循環(huán)到00H地址。使用時(shí)，只要在程序中規(guī)定好第一個(gè)字節(jié)地址及讀寫字節(jié)數(shù)，讀寫N個(gè)字節(jié)與一個(gè)字節(jié)一樣方便。名稱秒分小時(shí)星期日月年控制寄存器存儲(chǔ)器RAM……RAM 地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 3FH 地址分配 時(shí)鐘和日歷格式時(shí)間和日期都以BCD碼形式分別存放在7個(gè)寄存器中，通過讀這些相應(yīng)的寄存器字節(jié)可以得到時(shí)鐘和日期的信息。通過寫入相應(yīng)寄存器字節(jié)可以設(shè)置時(shí)間和日期。1）秒寄存器（地址00H）。最高位CH（bit7）是時(shí)鐘工作控制位，CH=0，晶振工作，當(dāng)CH=1時(shí)，晶振停止工作。其他7位是“秒”的時(shí)間值，bit6～bit4三位是“秒”的個(gè)位數(shù)。數(shù)的范圍：00H～59H。最初上電時(shí)，寄存器的狀態(tài)沒有被定義。因此，在初始化時(shí)，首先將CH=0時(shí)振蕩器工作。2）分寄存器（地址01H）。最高位bit=0，其他7位的含義與秒寄存器相同。3）小時(shí)寄存器（地址02H）。DS1307可以選擇12小時(shí)或24小時(shí)兩種工作模式：小時(shí)寄存器的最高位bit=0，第6位（12/24）小時(shí)模式選擇位。若12/24位為1，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，第5位是AM/PM設(shè)置位，高電平時(shí)為PM，第4位是小時(shí)的十?dāng)?shù)位；當(dāng)12/24位為0時(shí)，DS1307工作在24小時(shí)模式。在24小時(shí)模式下，第5位和第4位是小時(shí)的十?dāng)?shù)位，低4位是小時(shí)的個(gè)位數(shù)。4）星期寄存器（地址03H）只使用了后3位表示星期值。5）控制寄存器（地址07H）?？刂萍拇嫫鞯墓δ苁窃O(shè)置SQW/OUT引腳的輸出方式以及輸出方波的頻率?？刂萍拇嫫饔?位組成，其中有4位的設(shè)置如下： SQWE：SQW/OUT引腳輸出方波控制位，當(dāng)SQWE=1時(shí)，SQW/OUT引腳的輸出固定頻率方波，方波頻率決定于RSRS0位的值。當(dāng)SQWE=0時(shí)，SQW/OUT引腳的輸出由OUT位控制。當(dāng)輸出方波的頻率為1Hz時(shí)，時(shí)鐘寄存器的值在方波下降沿時(shí)被更新。 OUT：當(dāng)方波輸出無效時(shí)，控制SQW/OUT引腳的輸出。如果SQWE=0，當(dāng)OUT=1時(shí)，SQW/OUT引腳輸出高電平，當(dāng)OUT=0時(shí)，SQW/OUT引腳輸出低電平。RSRS0：當(dāng)方波輸出有效時(shí)，這兩位的值控制方波輸出頻率。表列出了輸出方波的頻率。 SQW/OUT引腳輸出方波的頻率與RSRS0的對應(yīng)關(guān)系RS1 RS0輸出方波的頻率0 01Hz0 11 01 1 DS1307芯片品與單片機(jī)的連接，，并接有3個(gè)上拉電阻。SQW/，設(shè)置讀時(shí)鐘的間隔時(shí)間。Vbat端接備用電池，XSDA與SCL接點(diǎn)構(gòu)成串行數(shù)據(jù)總線，在串行數(shù)據(jù)總線上還可以連接更多的串行接口的外圍設(shè)備。DS1307支持全雙工、I2C總線和數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。 DS1307與單片機(jī)的連接 DS1307操作時(shí)序