基于DS12CR887的多功能电子时钟设计

【摘 要】本设计主要对51系列单片机控制的多功能实时时钟进行了研究，时钟芯片采用美国dallas公司生产的ds12cr887芯片，单片机采用stc89c52rc芯片，液晶屏用ym1602c型lcd。实现了声控背光，液晶显示，时间显示，时间设置，闹钟提醒，闹钟设置等功能。

【关键词】实时时钟ds12cr887 单片机stc89c52rc 液晶屏ym1602c

在日常生活中和自动控制系统中，经常遇到对时间实时监控的需求，这就给具有多种功能的时钟提供了市场。这里给出了时钟芯片ds12cr887及液晶显示屏ym1602c与单片机的连接电路，声控背光电路，软件流程等供大家参考。

一、设计思路

本设计为模块化设计，总体上可分为三个模块：

（一）电源模块：系统输入12v±3v直流电压，经三端集成稳压器7805整成标准5v直流电，去耦后可为单片机及其他芯片供电。

（二）声控背光：传感器采用电容式麦克风，经两级三极管放大电路对声音信号进行放大，再经缓冲器增加其驱动能力，最后和单片机的一个控制引脚与非后接到lcd背光正极。

（三）主体电路：由单片机，实时时钟芯片，液晶屏和键盘组成。单片机，时钟，液晶屏都挂在数据总线上进行数据交换，时钟和液晶屏通过少数地址总线和控制总线和单片机相连，以便控制。

二、电路硬件设计

电路硬件接线图如图1所示：

单片机p0口作为数据口连接在数据总线上[1]，数据总线上还挂有液晶屏和时钟芯片，p2口中的一部分做了控制引脚，p2.4接液晶屏的使能端，p2.2接液晶屏的读写选择端，p2.0接液晶屏的命令数据选择端，p2.1经非门接时钟芯片的使能端，单片机的读写分别接时钟芯片的读写引脚，p1口的低四位和外部中断1引脚做了独立键盘输入，外部中断0接了时钟芯片的中断输出引脚，电容式麦克风经两级三极管放大电路放大[2]和p1.4引脚共同控制液晶屏背光，时钟芯片的方波输出端接蜂鸣器作为闹钟动作装置。

液晶屏为ym1602c[3]，具有16个引脚，其中前3位引脚，为电压驱动端，4到6号引脚为控制引脚，分别为命令＼数据选择引脚，读＼写选择引脚和片选引脚，7到14引脚为8位数据接口，地位在前，15，16引脚分别为背光的正负极。

时钟芯片为ds12cr887[4]，该芯片具有24个引脚，1号为总线类型选择引脚，4到11为8位地址数据复用总线接口，13到15号引脚分别为片选，地址锁存和读操作引脚，17到19为写操作，复位，中断输出引脚，23和24号引脚为方波输出和，电源正极引脚。

独立按键可对时间信息和闹钟信息作出调整，在需要对时钟进行调整之前需要先按一下中断按键，这时背光会被打开，并跳入功能设置选择界面，这时按上下键可选择“时间设置”选项和“闹钟设置”选项，按右键进入设置界面，在设置界面里，可通过上下键进行数据加减一操作，通过左右键进行选项移位及退出操作。

三、软件设计

（一）主程序

系统上电复位后，先进行时钟芯片的初始化工作，初始化内容包括晶体振荡器的启振或停振，输出方波频率设置，更新允许设置，三种中断允许设置，方波输出允许设置，数据类型设置，计时方式设置等。在设置好各项功能和时间及数据格式后，进入液晶屏初始化程序，在设置好各项功能，显示方式和清屏后，外部器件的初始化工作已经完成，在中段功能设置完毕后，cpu就在原地等待中断。

（二）外部中断0服务子程序

外部中断0服务子程序流程如图2所示：系统进入中断程序后，首先关闭外部中断响应，以防处理当前中断时，被外界中断打扰，随即对ds12cr887进行读c寄存器操作，以清除中断标志，接着判断中断类型，如果是时钟更新中断，则刷新屏幕时间信息；如果是闹钟中断，刷新屏幕时间信息后，还应使能蜂鸣器进行警示。最后退出外部中断0服务子程序。

图2.外部中断0服务子程序流程

（三）外部中断1服务子程序

外部中断1服务子程序流程如图3所示，系统进入外部中断1服务子程序后，首先关闭外部中断响应，以防处理当前中断时，被外界中断打扰，随即开启lcd背光，调用按键检测子程序，判断用户所按下的按键类型，若为功能键，则执行相应功能；若为返回键，则关闭lcd背光，开启外部中断相应，并退出外部中断1服务子程序。

图3.外部中断1服务子程序流程

四、结论

本文

出了声控背光多功能电子时钟的概念，使用51单片机主控芯片，ds12cr887为时钟芯片，lcd1602为显示屏，采用模块化设计方法完成了其硬件电路和软件程序的设计，在论文之外完成了制版和软硬件调试，系统工作可靠，性能稳定，实物美观有趣，可为广大电子爱好者提供创新参考。

参考文献：

[1]武庆生.mcs系列单片机及接口实用教程[d].西安：电子科技大学出版社，1995，23（1）：11-32.

[2]王菲.标准集成电路手册ttl电路[m].北京：电子工业出版社，1994，1-40.

[3]阮德生.自动测试技术与计算机仪器系统设计[j].西安：西安电子科技大学出版社，1997，1-98.

[4]陆胜利.智能仪器设计与实现[m].重庆：重庆大学出版社，2003，1-32.

[5]刘文涛.单片机应用开发实例[m].北京：清华大学出版社，2005：285-321.