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摘要： 介紹基于PCF8563設(shè)計(jì)戶外侄計(jì)時(shí)系統(tǒng)的硬件接口電路及PCF8563軟件編程。該系統(tǒng)在強(qiáng)日光下顯示屏的字符清晰可見 ， 能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定地工作。 關(guān)鍵詞： PCF8563 I2C 倒計(jì)時(shí)系統(tǒng) 引言 倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)，就是對(duì)某一設(shè)定日期進(jìn)行倒數(shù)，在顯示屏顯示當(dāng)前距離設(shè)定日期的時(shí)間；廣泛應(yīng)用于重大的節(jié)日或活動(dòng)，以增強(qiáng)人們的關(guān)切程度和緊迫感。戶外型倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)，首先要求在強(qiáng)日光下顯示屏的字符依然清晰可見，而且要求系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定地工作。本文介紹的系統(tǒng)正是針對(duì)這樣的要求而開發(fā)出來的。 1 總體設(shè)計(jì)方案 整個(gè)系統(tǒng)由時(shí)鐘芯片、中央處理單元、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示、鍵盤幾部分構(gòu)成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
2 硬件電路設(shè)計(jì) 2.1 時(shí)鐘芯片 PCF8563是Philips公司推出的一款帶I2C總線具有極低功耗的多功能時(shí)鐘/日歷芯片，具有四種報(bào)警功能和定時(shí)功能；內(nèi)部時(shí)鐘電路、內(nèi)部振蕩電路、內(nèi)部低電壓檢測(cè)以兩線制I2C總線通信方式，不但使用外圍電路簡(jiǎn)潔，而且增加了芯片的可靠性。 PCF8563的SCL為時(shí)鐘輸入端，數(shù)據(jù)隨時(shí)鐘信號(hào)同步輸入器件或從器件輸出；SDA為雙向引腳，用于串行數(shù)據(jù)的輸入輸出；INT是中斷信號(hào)輸出端，可通過設(shè)置報(bào)警寄存器按指定時(shí)間在該腳產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，低電平有效；SDA、SCL、INT均為漏極開路，必須上拉電阻；X1、X2分別為反相放大器的輸入、輸出端；可在X1端接入32.768kHz的石英晶振，配置成片內(nèi)振蕩器。本系統(tǒng)PCF8563與89C51接口采用圖2所示接口方案。 圖2中，在X1、X2端接入32.768kHz的石英晶振，將時(shí)鐘源配置為片內(nèi)振蕩器。VDD與地之間國入1個(gè)1μF的大電容供電維持時(shí)鐘芯片，鋰電池（3.6V）同時(shí)開始工作，給時(shí)鐘芯片供電，使時(shí)鐘芯片工作不受影響。PCF8563與89C51接口采用3根口線，PCF8563的INT腳產(chǎn)生周期為1s的脈沖中斷信號(hào)給89C51的INT0引腳，89C51產(chǎn)生中斷后，通過I2C總線讀取PCF8563的基準(zhǔn)時(shí)間。
2.2 顯示和鍵盤電路 譯碼、顯示、驅(qū)動(dòng)、鍵盤電路如圖3所示、單片機(jī)將讀入的PCF8563時(shí)間信息，經(jīng)過程序處理，輸出顯示信號(hào)到P1口（數(shù)據(jù)4位，選擇信號(hào)4位）。顯示信息包括倒計(jì)時(shí)信息（當(dāng)前距離設(shè)定時(shí)間的天數(shù)）和當(dāng)前時(shí)間的星期、時(shí)、分、秒信息。4位數(shù)據(jù)信號(hào)送入MC14513（BCD-鎖存/7段譯/碼驅(qū)動(dòng)器），共有10個(gè)MC14513：倒計(jì)時(shí)占用3個(gè)，時(shí)間時(shí)、分、秒各占用2個(gè)，星期占用1個(gè)。4位選擇信號(hào)送到74LS145譯碼器（4位鎖存/4-10線譯碼），選擇接收數(shù)據(jù)的MC14513芯片。 被選擇的MC14513譯碼驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)共陰數(shù)碼管字段（a、b、c、d、e、f、g）。 戶外顯示要求在強(qiáng)日光下依然清楚可見，所以我們采用超高度φ5 LED管組成LED點(diǎn)陣字符。其中每個(gè)字段由4塊LED點(diǎn)陣埠并聯(lián)組成，而每個(gè)LED點(diǎn)陣塊先由5個(gè)LED串聯(lián)1組，再將4個(gè)串聯(lián)組并聯(lián)而成。先用的超高亮度LED工作電流約為20mA，工作電壓約為2V，每字段的總電流約為320mA，工作電壓為10V;字段的驅(qū)動(dòng)，采用大電流反相驅(qū)動(dòng)器ULN2003（由7組NPN達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器組成）；倒計(jì)時(shí)信號(hào)經(jīng)MC14153輸入到ULN2003，ULN2003輸出接字段的陰極，字段陽極接電源正極；電源采用10A、5V的兩個(gè)開關(guān)電源串聯(lián)供電。
鍵盤接口有4個(gè)鏈：1個(gè)設(shè)定/確認(rèn)鍵、1個(gè)修改+1鍵、1個(gè)修改-1鍵、1個(gè)移位鍵。對(duì)應(yīng)秒、分、時(shí)、倒計(jì)時(shí)、星期，有5個(gè)LED。LED亮，表示對(duì)應(yīng)的秒或分或星期或倒計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)可按修改鍵修改。設(shè)定/確認(rèn)鍵，有兩種狀態(tài)：設(shè)定和確認(rèn)。首先按下為設(shè)定時(shí)間狀態(tài)，再按下為確認(rèn)狀態(tài)。將設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)處理后寫入PCF8563，兩種狀態(tài)互為循環(huán)。在設(shè)定時(shí)間狀態(tài)，首先次移位為秒位，對(duì)應(yīng)秒移位LED亮，按下移位鍵，移位LED燈接秒→分→時(shí)→倒計(jì)時(shí)→星期逐次循環(huán)；按下修改+1鍵或修改-1鍵可對(duì)相應(yīng)位的數(shù)據(jù)進(jìn)行+1或-1操作。 3 軟件設(shè)計(jì) PCF8563中共有16個(gè)寄存器，其中00～01H為控制寄存器，09～0CH為報(bào)警寄存器，0DH為時(shí)鐘輸出寄存器，0E～0FH為定時(shí)器功能寄存器，02～08H為秒～年時(shí)間寄存器。表1、表2列出了各寄存器概況及對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址和功能。
表1 寄存器概況 地 址 |
66821730(技術(shù)支持)
