專利名稱：一種基于i2c通信智能時鐘電路及方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
微型計算機(jī)是一種既有快速運(yùn)算能力，又有極強(qiáng)邏輯判斷能力和大容量存儲功能 的電子設(shè)備，它是20世紀(jì)人類最卓越的科學(xué)發(fā)明之一。在計算機(jī)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(shù)內(nèi) 涵，而被充實于我們的日常生活中。單片機(jī)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(shù)的一場革命，開創(chuàng)了微控技術(shù)的新天地?，F(xiàn)代控制系統(tǒng)的核心內(nèi)涵就是嵌入式計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)(MCU)，而單片機(jī)就是最典 型、最廣泛、最普及的嵌入式計算機(jī)應(yīng)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(jī)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(nèi)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(diǎn)，誤差非常小，以單片機(jī)為平臺，結(jié)構(gòu)簡單，硬件集成化程度高。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)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(jī)以及通 過I2C總線與該P(yáng)IC單片機(jī)相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調(diào)時鐘硬件模塊和獨(dú)立式鍵盤，其 中所述在線可調(diào)時鐘硬件模塊與所述的PIC單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機(jī)提 供實時時間信息，并對時間信息自動進(jìn)行調(diào)整；所述獨(dú)立式鍵盤通過所述PIC單片機(jī)對靜態(tài)顯示電路所顯示的內(nèi)容進(jìn)行切換；所述PIC單片機(jī)對獨(dú)立式鍵盤的按鍵信號進(jìn)行動態(tài)掃描，并且對在線可調(diào)時鐘硬 件模塊進(jìn)行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路的靜態(tài)顯示內(nèi)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(jī)對靜 態(tài)顯示電路、獨(dú)立式鍵盤以及在線可調(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)行控制，包括以下步驟初始化步驟，對所述在線可調(diào)時鐘硬件模塊的時間進(jìn)行初始化，并對靜態(tài)顯示器 進(jìn)行初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨(dú)立鍵盤進(jìn)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(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)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(yīng)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(jī)I2C通信實現(xiàn)智能時鐘電路的設(shè)計， 利用DS1302實時時鐘芯片構(gòu)成一個能夠顯示當(dāng)前所記錄的年，月，日及周日相關(guān)的數(shù)據(jù)， 并借助于靜態(tài)數(shù)碼顯示出相關(guān)的信息，采用I2C總線進(jìn)行通訊，最主要的優(yōu)點(diǎn)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(dá)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(diǎn)是，它支持多主控，其中任何能夠進(jìn)行 發(fā)送和接收的設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)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(jī)1以及通過I2C總線與該P(yáng)IC單片機(jī)1相連的靜態(tài)顯示電路2、在線可調(diào) 時鐘硬件模塊3和獨(dú)立式鍵盤4，其中在線可調(diào)時鐘硬件模塊3與PIC單片機(jī)1進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機(jī)1提供實 時時間信息，并對時間信息自動進(jìn)行調(diào)整；獨(dú)立式鍵盤4通過PIC單片機(jī)1對靜態(tài)顯示電路2所顯示的內(nèi)容進(jìn)行切換；PIC單片機(jī)1對獨(dú)立式鍵盤4的按鍵信號進(jìn)行動態(tài)掃描，并且對在線可調(diào)時鐘硬件 模塊3進(jìn)行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路2的靜態(tài)顯示內(nèi)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(jī)1采用型號 為PIC16F877，在線可調(diào)時鐘硬件模塊3采用信號DS1302芯片。PIC16F877單片機(jī)是美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)，其硬件系統(tǒng)設(shè)計 簡潔，指令系統(tǒng)設(shè)計精煉。在所有的單片機(jī)品種中，PIC具有性能完善、功能強(qiáng)大、學(xué)習(xí)容易、 開發(fā)應(yīng)用方便、人機(jī)界面友好等突出優(yōu)點(diǎn)。采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，在芯片內(nèi)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(jié) 構(gòu)保證，即在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進(jìn)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(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機(jī)提供包括秒、分、時、日、月、年等在內(nèi)的實時 時間信息，并可對月末日期、閏年天數(shù)自動進(jìn)行調(diào)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(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)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(jī)定時模塊構(gòu)成將占用 計算機(jī)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(yīng)用場合該采用在線可調(diào)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(jī)的內(nèi)部資源。
本實施例中的獨(dú)立式鍵盤4采用四個獨(dú)立按鍵，當(dāng)按下第1個鍵時，靜態(tài)顯示電 路2將顯示在線可調(diào)時鐘硬件模塊3當(dāng)前的時、分、秒數(shù)據(jù)；當(dāng)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(diào)時鐘硬件模塊3當(dāng)前的時、分、秒數(shù)據(jù)，且在時、分、 秒間切換，顯示在線可調(diào)時鐘硬件模塊3當(dāng)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(dāng)按下第3個鍵時，修正時、分、秒，周，日，月，年間的遞增功能。當(dāng)按 下第4個鍵時，靜態(tài)顯示電路2將顯示在線可調(diào)時鐘硬件模塊3當(dāng)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(jī)對靜態(tài)顯 示電路、獨(dú)立式鍵盤以及在線可調(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)行控制，包括以下步驟初始化步驟，對在線可調(diào)時鐘硬件模塊的時間進(jìn)行初始化，并對靜態(tài)顯示器進(jìn)行 初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對獨(dú)立鍵盤進(jìn)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(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)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(yīng)的控制信號。以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)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(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本 發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)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(jī)以及通過I2C總 線與該P(yáng)IC單片機(jī)相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調(diào)時鐘硬件模塊和獨(dú)立式鍵盤，其中所述在線可調(diào)時鐘硬件模塊與所述的Pic單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，向PIC單片機(jī)提供實 時時間信息，并對時間信息自動進(jìn)行調(diào)整；所述獨(dú)立式鍵盤通過所述Pic單片機(jī)對靜態(tài)顯示電路所顯示的內(nèi)容進(jìn)行切換；所述PIC單片機(jī)對獨(dú)立式鍵盤的按鍵信號進(jìn)行動態(tài)掃描，并且對在線可調(diào)時鐘硬件模 塊進(jìn)行讀寫操作，還控制靜態(tài)顯示電路的靜態(tài)顯示內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)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(jī)對靜態(tài)顯示電 路、獨(dú)立式鍵盤以及在線可調(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)行控制，包括以下步驟初始化步驟，對所述在線可調(diào)時鐘硬件模塊的時間進(jìn)行初始化，并對靜態(tài)顯示器進(jìn)行 初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨(dú)立鍵盤進(jìn)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(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)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(yīng)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(jī)以及通過I2C總線與該P(yáng)IC單片機(jī)相連的靜態(tài)顯示電路、在線可調(diào)時鐘硬件模塊和獨(dú)立式鍵盤；方法包括初始化步驟，對所述在線可調(diào)時鐘硬件模塊的時間進(jìn)行初始化，并對靜態(tài)顯示器進(jìn)行初始化；動態(tài)掃描步驟，實時對所述獨(dú)立鍵盤進(jìn)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(diào)時鐘硬件模塊進(jìn)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(yīng)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(diǎn)，誤差非常小，以單片機(jī)為平臺，結(jié)構(gòu)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(quán)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(shù)大學(xué)