摘 要： 介紹了由97C51單片機(jī),、MSM6242實(shí)時(shí)日歷/時(shí)鐘、X25165串行E2PROM等組成的多功能時(shí)間控制器,。該時(shí)間控制器具有走時(shí)準(zhǔn)確,、多路輸出,、不受停電影響、操作方便、成本低等特點(diǎn)。并已通過軟件解決了千年問題,。
關(guān)鍵詞： 日歷 時(shí)鐘 時(shí)間控制 千年問題
目前使用的時(shí)間控制器種類較多，如數(shù)字式,、觸點(diǎn)式等,，在應(yīng)用時(shí)有一定的局限性，有的功耗較大,，停電后走時(shí)被復(fù)位,，定時(shí)時(shí)間也需重新設(shè)定，有的定時(shí)精度差,，且僅能提供一種輸出,，輸出時(shí)段數(shù)較少。本文介紹用MSM6242作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘,、X25165存放定時(shí)數(shù)據(jù),、以97C51單片機(jī)作為處理核心組成的一種多功能時(shí)間控制器。
1 時(shí)間控制器的硬件組成
多功能時(shí)間控制器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
97C51是LG半導(dǎo)體公司推出的8位CMOS單片機(jī)產(chǎn)品,，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS－51TM的指令組和引腳兼容，具有較寬的工作電壓范圍,，高保密性，OTP型程序保存時(shí)間超過100年,，其低廉的價(jià)格適合批量使用,。
MSM6242是一個(gè)可直接與單片機(jī)總線連接的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片?？商峁┠?、月、日,、時(shí),、分、秒等信息,，可選擇在12/24小時(shí)兩種格式下運(yùn)行,。當(dāng)主電源掉電時(shí)，可在低至2.0V的電壓下繼續(xù)運(yùn)行,，維持電流小于10μA,，可通過備用電池供電。
X25165把三種常用的功能：看門狗定時(shí)器、電源電壓監(jiān)視和串行E2PROM組合在一個(gè)芯片上,，使用這種器件可降低系統(tǒng)成本,，減少對(duì)電路板空間的要求，提高系統(tǒng)的可靠性,。X25165的看門狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可通過編程選擇為200ms,、600ms或1.4s，串行E2PROM的容量為2K×8Bit,。
該系統(tǒng)設(shè)置有6位數(shù)碼顯示和相關(guān)的指示燈,，通過單片機(jī)串行移位輸出對(duì)其進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)有5個(gè)按鍵,，用來進(jìn)行功能選擇,、設(shè)置、修改,、刪除等操作,。
2 軟件設(shè)計(jì)
考慮到定時(shí)器的實(shí)際應(yīng)用，將其輸出設(shè)計(jì)為8路,，各路獨(dú)立控制,，定時(shí)的最小單位是分，定時(shí)范圍00:00～23:59,。其中第1,、2路設(shè)計(jì)為打鈴輸出，打鈴持續(xù)時(shí)間可調(diào),，并可選擇靜音時(shí)間,；第3路設(shè)計(jì)為提醒輸出，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出,，將該時(shí)間自動(dòng)清除,；其余各路均設(shè)計(jì)為區(qū)間控制。
圖2為主程序流程圖,，圖3為定時(shí)中斷處理子程序,。
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3 千年問題的解決方案
MSM6242及MSM5832、MC146818等日歷/時(shí)鐘芯片,，不能對(duì)星期進(jìn)行自動(dòng)校對(duì),，年分也均采用兩位BCD表示，故不可避免地存在千年問題(Y2K),。目前國外雖有兼容Y2K的日歷/時(shí)鐘芯片問世,，但價(jià)格較高。
由于日歷在時(shí)間控制器中并不占重要的地位,，因此在本系統(tǒng)中采用軟件的方式來解決MSM6242所存在的Y2K問題,，并對(duì)星期進(jìn)行自動(dòng)校正,。控制器中的年代等由MSM6242提供,，世紀(jì)數(shù)保存在E2PROM中,。
閏年的判斷方法：當(dāng)不為00的年代被4整除時(shí)，則該年為閏年,；當(dāng)年代為00時(shí),，若世紀(jì)數(shù)能被4整除，則該年也為閏年,。閏年的2月為29天,。
當(dāng)某一天的日期為(c×100+y)年m月d日時(shí)，這一天的星期數(shù)可用下式的余數(shù)確定：
式中,，c為世紀(jì)數(shù),，y為年代，m為月,，d為天,。
上面的閏年及星期的判斷由程序來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)對(duì)日期進(jìn)行修改時(shí),，由程序?qū)斎肴掌诘暮侠硇赃M(jìn)行判斷,，年的范圍為1600～2699年，月為1～12,，大月為31天,，小月為30天，平月為28天,，閏月為29天,，星期數(shù)由程序根據(jù)合理輸入的日期自動(dòng)計(jì)算。正常運(yùn)行時(shí),，由程序?qū)﹂c月進(jìn)行監(jiān)測和處理,。
4 多功能時(shí)間控制器的功能
通過硬件和軟件方面的設(shè)計(jì)，該時(shí)間控制器具有以下功能：
(1) 可由鍵盤操作選擇顯示時(shí)間(時(shí)：分：秒),、日期(月.日_星期)，公元紀(jì)年,，以及查看各路已設(shè)定的時(shí)間,。
(2)對(duì)日期、時(shí)間進(jìn)行修改,，對(duì)各路獨(dú)立進(jìn)行設(shè)定,、修改和刪除。
(3)打鈴持續(xù)時(shí)間可通過鍵盤操作在1～59秒內(nèi)改變,，可選擇一星期中的任意0～2天進(jìn)行靜音控制,，即停止打鈴輸出,。
(4)由內(nèi)置蜂鳴器提供提醒服務(wù)，時(shí)間持續(xù)半小時(shí),，可通過按任意鍵終止,，提醒結(jié)束后該時(shí)間自動(dòng)清除。
(5)區(qū)間控制可按區(qū)間接通或區(qū)間斷開設(shè)置,。
經(jīng)2年多的使用表明,，該時(shí)間控制器走時(shí)準(zhǔn)確(月誤差±10秒)，控制可靠,。
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