专利名称：一种基于i2c通信智能时钟电路及方法
技术领域：
本发明涉及时钟电路，尤其涉及一种基于I2C通信智能时钟电路及方法。
背景技术：
微型计算机是一种既有快速运算能力，又有极强逻辑判断能力和大容量存储功能 的电子设备，它是20世纪人类最卓越的科学发明之一。在计算机的发展历史上，特别是在 第一台小型控制器件形成以后，沿着两条完全不同的用途、不同的价格、和不同的技术内 涵，而被充实于我们的日常生活中。单片机的发展过程和性能的日益完善，实际上是对传统 控制技术的一场革命，开创了微控技术的新天地。现代控制系统的核心内涵就是嵌入式计算机应用系统(MCU)，而单片机就是最典 型、最广泛、最普及的嵌入式计算机应用系统。目前许多地方均需要使用时钟电路，而如何能够通过单片机来提高时钟的精度正 是本申请的发明人致力于研究和解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于I2C通信智能时钟电路及方法，该时钟电路及方 法具有高精度的优点，误差非常小，以单片机为平台，结构简单，硬件集成化程度高。实现上述目的的技术方案是本发明之一的一种基于I2C通信智能时钟电路，其中，它包括一 PIC单片机以及通 过I2C总线与该PIC单片机相连的静态显示电路、在线可调时钟硬件模块和独立式键盘，其 中所述在线可调时钟硬件模块与所述的PIC单片机进行数据传送，向PIC单片机提 供实时时间信息，并对时间信息自动进行调整；所述独立式键盘通过所述PIC单片机对静态显示电路所显示的内容进行切换；所述PIC单片机对独立式键盘的按键信号进行动态扫描，并且对在线可调时钟硬 件模块进行读写操作，还控制静态显示电路的静态显示内容。
上述的基于I2C通信智能时钟电路，其中，所述的静态显示电路为8位八段数码静态显不器。本发明之二的一种基于I2C通信智能时钟电路的方法，其中，通过PIC单片机对静 态显示电路、独立式键盘以及在线可调时钟硬件模块进行控制，包括以下步骤初始化步骤，对所述在线可调时钟硬件模块的时间进行初始化，并对静态显示器 进行初始化；动态扫描步骤，实时对所述独立键盘进行动态扫描，扫描是否有键盘信号；芯片读写步骤，实时对所述在线可调时钟硬件模块进行读写操作；显示步骤，发出控制信号给所述静态显示电路，根据动态扫描步骤中扫描到的键 盘信号对静态显示电路发出相应的控制信号。
本发明的有益效果是本发明基于PIC单片机I2C通信实现智能时钟电路的设计， 利用DS1302实时时钟芯片构成一个能够显示当前所记录的年，月，日及周日相关的数据， 并借助于静态数码显示出相关的信息，采用I2C总线进行通讯，最主要的优点是其简单性 和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空 间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以IOKbps的 最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控，其中任何能够进行 发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。
图1是本发明之一的基于I2C通信智能时钟电路的结构示意图；图2是本发明之一的基于I2C通信智能时钟电路的电路图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。请参阅图1和图2，图中示出了本发明之一的一种基于I2C通信智能时钟电路，它 包括一 PIC单片机1以及通过I2C总线与该PIC单片机1相连的静态显示电路2、在线可调 时钟硬件模块3和独立式键盘4，其中在线可调时钟硬件模块3与PIC单片机1进行数据传送，向PIC单片机1提供实 时时间信息，并对时间信息自动进行调整；独立式键盘4通过PIC单片机1对静态显示电路2所显示的内容进行切换；PIC单片机1对独立式键盘4的按键信号进行动态扫描，并且对在线可调时钟硬件 模块3进行读写操作，还控制静态显示电路2的静态显示内容。本实施例中，静态显示电路2为8位八段数码静态显示器，PIC单片机1采用型号 为PIC16F877，在线可调时钟硬件模块3采用信号DS1302芯片。PIC16F877单片机是美国Microchip公司生产的PIC系列单片机，其硬件系统设计 简洁，指令系统设计精炼。在所有的单片机品种中，PIC具有性能完善、功能强大、学习容易、 开发应用方便、人机界面友好等突出优点。采用哈佛总线结构，在芯片内部数据总线和指令 总线分离，容许采用不同的字节宽度。这样，就为实现指令提取和执行的“流水作业”提供结 构保证，即在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指操作。两总线的分离，也为Pic实 现全部指令的单字节化和单周期化创造条件，从而大大提高执行指令的速度和工作效率。DS1302芯片的特性DS1302是Dallas公司生产的一种实时时钟芯片。它通过串 行方式与单片机进行数据传送，能够向单片机提供包括秒、分、时、日、月、年等在内的实时 时间信息，并可对月末日期、闰年天数自动进行调整；它还拥有用于主电源和备份电源的双 电源引脚，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。另外，它还能提供31字节的 用于高速数据暂存的RAM。实时时钟对于某些实时控制系统是必须的，但如果由单片机定时模块构成将占用 计算机的时间，对系统原本的控制功能可能会有所影响。所以，在某些实时控制要求比较高 的应用场合该采用在线可调时钟硬件模块。硬件时钟相对于软件方式，具有较高的可靠性 和稳定性，同时不占用单片机的内部资源。
本实施例中的独立式键盘4采用四个独立按键，当按下第1个键时，静态显示电 路2将显示在线可调时钟硬件模块3当前的时、分、秒数据；当按下第2个键时，修正时、分、 秒，周，日，月，年间切换，显示在线可调时钟硬件模块3当前的时、分、秒数据，且在时、分、 秒间切换，显示在线可调时钟硬件模块3当前所记录的年、月、日及周日数据，且在年、月、 日及周日间切换。在当按下第3个键时，修正时、分、秒，周，日，月，年间的递增功能。当按 下第4个键时，静态显示电路2将显示在线可调时钟硬件模块3当前所记录的年、月、日及 周日数据。本发明之二的一种基于I2C通信智能时钟电路的方法，通过PIC单片机对静态显 示电路、独立式键盘以及在线可调时钟硬件模块进行控制，包括以下步骤初始化步骤，对在线可调时钟硬件模块的时间进行初始化，并对静态显示器进行 初始化；动态扫描步骤，实时对独立键盘进行动态扫描，扫描是否有键盘信号；芯片读写步骤，实时对在线可调时钟硬件模块进行读写操作；显示步骤，发出控制信号给静态显示电路，根据动态扫描步骤中扫描到的键盘信 号对静态显示电路发出相应的控制信号。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上 述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本 发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于I2C通信智能时钟电路，其特征在于，它包括一 PIC单片机以及通过I2C总 线与该PIC单片机相连的静态显示电路、在线可调时钟硬件模块和独立式键盘，其中所述在线可调时钟硬件模块与所述的Pic单片机进行数据传送，向PIC单片机提供实 时时间信息，并对时间信息自动进行调整；所述独立式键盘通过所述Pic单片机对静态显示电路所显示的内容进行切换；所述PIC单片机对独立式键盘的按键信号进行动态扫描，并且对在线可调时钟硬件模 块进行读写操作，还控制静态显示电路的静态显示内容。
2.根据权利要求1所述的基于I2C通信智能时钟电路，其特征在于，所述的静态显示电 路为8位八段数码静态显示器。
3.一种基于I2C通信智能时钟电路的方法，其特征在于，通过PIC单片机对静态显示电 路、独立式键盘以及在线可调时钟硬件模块进行控制，包括以下步骤初始化步骤，对所述在线可调时钟硬件模块的时间进行初始化，并对静态显示器进行 初始化；动态扫描步骤，实时对所述独立键盘进行动态扫描，扫描是否有键盘信号；芯片读写步骤，实时对所述在线可调时钟硬件模块进行读写操作；显示步骤，发出控制信号给所述静态显示电路，根据动态扫描步骤中扫描到的键盘信 号对静态显示电路发出相应的控制信号。
全文摘要
本发明公开了一种基于I2C通信智能时钟电路及方法，它包括一PIC单片机以及通过I2C总线与该PIC单片机相连的静态显示电路、在线可调时钟硬件模块和独立式键盘；方法包括初始化步骤，对所述在线可调时钟硬件模块的时间进行初始化，并对静态显示器进行初始化；动态扫描步骤，实时对所述独立键盘进行动态扫描，扫描是否有键盘信号；芯片读写步骤，实时对所述在线可调时钟硬件模块进行读写操作；显示步骤，发出控制信号给所述静态显示电路，根据动态扫描步骤中扫描到的键盘信号对静态显示电路发出相应的控制信号。本发明的基于I2C通信智能时钟电路及方法具有高精度的优点，误差非常小，以单片机为平台，结构简单，硬件集成化程度高。
文档编号G05B19/042GK102043422SQ20091017485
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者刘海星, 徐圣俊, 李荣正 申请人:上海工程技术大学