專利名稱：一種基于i2c通信智能時鐘電路及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及時鐘電路，尤其涉及一種基于I2C通信智能時鐘電路及方法。
背景技術：
微型計算機是一種既有快速運算能力，又有極強邏輯判斷能力和大容量存儲功能 的電子設備，它是20世紀人類最卓越的科學發(fā)明之一。在計算機的發(fā)展歷史上，特別是在 第一臺小型控制器件形成以后，沿著兩條完全不同的用途、不同的價格、和不同的技術內 涵，而被充實于我們的日常生活中。單片機的發(fā)展過程和性能的日益完善，實際上是對傳統(tǒng) 控制技術的一場革命，開創(chuàng)了微控技術的新天地。現(xiàn)代控制系統(tǒng)的核心內涵就是嵌入式計算機應用系統(tǒng)(MCU)，而單片機就是最典 型、最廣泛、最普及的嵌入式計算機應用系統(tǒng)。目前許多地方均需要使用時鐘電路，而如何能夠通過單片機來提高時鐘的精度正 是本申請的發(fā)明人致力于研究和解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于I2C通信智能時鐘電路及方法，該時鐘電路及方 法具有高精度的優(yōu)點，誤差非常小，以單片機為平臺，結構簡單，硬件集成化程度高。實現(xiàn)上述目的的技術方案是本發(fā)明之一的一種基于I2C通信智能時鐘電路，其中，它包括一 PIC單片機以及通 過I2C總線與該PIC單片機相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調時鐘硬件模塊和獨立式鍵盤，其 中所述在線可調時鐘硬件模塊與所述的PIC單片機進行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機提 供實時時間信息，并對時間信息自動進行調整；所述獨立式鍵盤通過所述PIC單片機對靜態(tài)顯示電路所顯示的內容進行切換；所述PIC單片機對獨立式鍵盤的按鍵信號進行動態(tài)掃描，并且對在線可調時鐘硬 件模塊進行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路的靜態(tài)顯示內容。
上述的基于I2C通信智能時鐘電路，其中，所述的靜態(tài)顯示電路為8位八段數(shù)碼靜態(tài)顯不器。本發(fā)明之二的一種基于I2C通信智能時鐘電路的方法，其中，通過PIC單片機對靜 態(tài)顯示電路、獨立式鍵盤以及在線可調時鐘硬件模塊進行控制，包括以下步驟初始化步驟，對所述在線可調時鐘硬件模塊的時間進行初始化，并對靜態(tài)顯示器 進行初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨立鍵盤進行動態(tài)掃描，掃描是否有鍵盤信號；芯片讀寫步驟，實時對所述在線可調時鐘硬件模塊進行讀寫操作；顯示步驟，發(fā)出控制信號給所述靜態(tài)顯示電路，根據(jù)動態(tài)掃描步驟中掃描到的鍵 盤信號對靜態(tài)顯示電路發(fā)出相應的控制信號。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于PIC單片機I2C通信實現(xiàn)智能時鐘電路的設計， 利用DS1302實時時鐘芯片構成一個能夠顯示當前所記錄的年，月，日及周日相關的數(shù)據(jù)， 并借助于靜態(tài)數(shù)碼顯示出相關的信息，采用I2C總線進行通訊，最主要的優(yōu)點是其簡單性 和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空 間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本?？偩€的長度可高達25英尺，并且能夠以IOKbps的 最大傳輸速率支持40個組件。I2C總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控，其中任何能夠進行 發(fā)送和接收的設備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。


圖1是本發(fā)明之一的基于I2C通信智能時鐘電路的結構示意圖；圖2是本發(fā)明之一的基于I2C通信智能時鐘電路的電路圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。請參閱圖1和圖2，圖中示出了本發(fā)明之一的一種基于I2C通信智能時鐘電路，它 包括一 PIC單片機1以及通過I2C總線與該PIC單片機1相連的靜態(tài)顯示電路2、在線可調 時鐘硬件模塊3和獨立式鍵盤4，其中在線可調時鐘硬件模塊3與PIC單片機1進行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機1提供實 時時間信息，并對時間信息自動進行調整；獨立式鍵盤4通過PIC單片機1對靜態(tài)顯示電路2所顯示的內容進行切換；PIC單片機1對獨立式鍵盤4的按鍵信號進行動態(tài)掃描，并且對在線可調時鐘硬件 模塊3進行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路2的靜態(tài)顯示內容。本實施例中，靜態(tài)顯示電路2為8位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器，PIC單片機1采用型號 為PIC16F877，在線可調時鐘硬件模塊3采用信號DS1302芯片。PIC16F877單片機是美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機，其硬件系統(tǒng)設計 簡潔，指令系統(tǒng)設計精煉。在所有的單片機品種中，PIC具有性能完善、功能強大、學習容易、 開發(fā)應用方便、人機界面友好等突出優(yōu)點。采用哈佛總線結構，在芯片內部數(shù)據(jù)總線和指令 總線分離，容許采用不同的字節(jié)寬度。這樣，就為實現(xiàn)指令提取和執(zhí)行的“流水作業(yè)”提供結 構保證，即在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進行取指操作。兩總線的分離，也為Pic實 現(xiàn)全部指令的單字節(jié)化和單周期化創(chuàng)造條件，從而大大提高執(zhí)行指令的速度和工作效率。DS1302芯片的特性DS1302是Dallas公司生產(chǎn)的一種實時時鐘芯片。它通過串 行方式與單片機進行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機提供包括秒、分、時、日、月、年等在內的實時 時間信息，并可對月末日期、閏年天數(shù)自動進行調整；它還擁有用于主電源和備份電源的雙 電源引腳，在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。另外，它還能提供31字節(jié)的 用于高速數(shù)據(jù)暫存的RAM。實時時鐘對于某些實時控制系統(tǒng)是必須的，但如果由單片機定時模塊構成將占用 計算機的時間，對系統(tǒng)原本的控制功能可能會有所影響。所以，在某些實時控制要求比較高 的應用場合該采用在線可調時鐘硬件模塊。硬件時鐘相對于軟件方式，具有較高的可靠性 和穩(wěn)定性，同時不占用單片機的內部資源。
本實施例中的獨立式鍵盤4采用四個獨立按鍵，當按下第1個鍵時，靜態(tài)顯示電 路2將顯示在線可調時鐘硬件模塊3當前的時、分、秒數(shù)據(jù)；當按下第2個鍵時，修正時、分、 秒，周，日，月，年間切換，顯示在線可調時鐘硬件模塊3當前的時、分、秒數(shù)據(jù)，且在時、分、 秒間切換，顯示在線可調時鐘硬件模塊3當前所記錄的年、月、日及周日數(shù)據(jù)，且在年、月、 日及周日間切換。在當按下第3個鍵時，修正時、分、秒，周，日，月，年間的遞增功能。當按 下第4個鍵時，靜態(tài)顯示電路2將顯示在線可調時鐘硬件模塊3當前所記錄的年、月、日及 周日數(shù)據(jù)。本發(fā)明之二的一種基于I2C通信智能時鐘電路的方法，通過PIC單片機對靜態(tài)顯 示電路、獨立式鍵盤以及在線可調時鐘硬件模塊進行控制，包括以下步驟初始化步驟，對在線可調時鐘硬件模塊的時間進行初始化，并對靜態(tài)顯示器進行 初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對獨立鍵盤進行動態(tài)掃描，掃描是否有鍵盤信號；芯片讀寫步驟，實時對在線可調時鐘硬件模塊進行讀寫操作；顯示步驟，發(fā)出控制信號給靜態(tài)顯示電路，根據(jù)動態(tài)掃描步驟中掃描到的鍵盤信 號對靜態(tài)顯示電路發(fā)出相應的控制信號。以上結合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據(jù)上 述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構成對本發(fā)明的限定，本 發(fā)明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于I2C通信智能時鐘電路，其特征在于，它包括一 PIC單片機以及通過I2C總 線與該PIC單片機相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調時鐘硬件模塊和獨立式鍵盤，其中所述在線可調時鐘硬件模塊與所述的Pic單片機進行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機提供實 時時間信息，并對時間信息自動進行調整；所述獨立式鍵盤通過所述Pic單片機對靜態(tài)顯示電路所顯示的內容進行切換；所述PIC單片機對獨立式鍵盤的按鍵信號進行動態(tài)掃描，并且對在線可調時鐘硬件模 塊進行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路的靜態(tài)顯示內容。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于I2C通信智能時鐘電路，其特征在于，所述的靜態(tài)顯示電 路為8位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器。
3.一種基于I2C通信智能時鐘電路的方法，其特征在于，通過PIC單片機對靜態(tài)顯示電 路、獨立式鍵盤以及在線可調時鐘硬件模塊進行控制，包括以下步驟初始化步驟，對所述在線可調時鐘硬件模塊的時間進行初始化，并對靜態(tài)顯示器進行 初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨立鍵盤進行動態(tài)掃描，掃描是否有鍵盤信號；芯片讀寫步驟，實時對所述在線可調時鐘硬件模塊進行讀寫操作；顯示步驟，發(fā)出控制信號給所述靜態(tài)顯示電路，根據(jù)動態(tài)掃描步驟中掃描到的鍵盤信 號對靜態(tài)顯示電路發(fā)出相應的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于I2C通信智能時鐘電路及方法，它包括一PIC單片機以及通過I2C總線與該PIC單片機相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調時鐘硬件模塊和獨立式鍵盤；方法包括初始化步驟，對所述在線可調時鐘硬件模塊的時間進行初始化，并對靜態(tài)顯示器進行初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨立鍵盤進行動態(tài)掃描，掃描是否有鍵盤信號；芯片讀寫步驟，實時對所述在線可調時鐘硬件模塊進行讀寫操作；顯示步驟，發(fā)出控制信號給所述靜態(tài)顯示電路，根據(jù)動態(tài)掃描步驟中掃描到的鍵盤信號對靜態(tài)顯示電路發(fā)出相應的控制信號。本發(fā)明的基于I2C通信智能時鐘電路及方法具有高精度的優(yōu)點，誤差非常小，以單片機為平臺，結構簡單，硬件集成化程度高。
文檔編號G05B19/042GK102043422SQ20091017485
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權日2009年10月19日
發(fā)明者劉海星, 徐圣俊, 李榮正 申請人:上海工程技術大學