基于单片机的时钟电路设计

（成都理工大学核技术与自动敖化明工程学院，四川成都，610059）

基于单片机的时钟电路设计

（成都理工大学核技术与自动敖化明工程学院，四川成都，610059）

设计一种简易的时钟电路，电路由单片机最小系统、电平转换模块、按键输入模块，时钟模块、液晶显示模块组成。电路以STC89C52单片机为控制核心，控制串行实时时钟芯片M41ST85W进行时钟读、写、报警操作。

时钟电路；STC89C52；M41ST85W

0 前言

随着数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，钟表的精度得到了极大改善，在报时基础上增加了自动报警功能，给人们的生活带来更多便捷。为此，使用时钟芯片M41ST85W，设计基于单片机的简易时钟电路。

1 系统设计

设计基于单片机的简易时钟电路，系统框图如图1所示，电路由单片机主控单元、按键输入模块、电平转换模块、时钟模块、液晶显示模块构成。单片机与时钟芯片建立I2C通信，由于单片机与时钟芯片的工作电压不同，通信时需要电平转换芯片处理，按键作为时钟信息写入端口，液晶作为时钟结果显示。

图1 系统框图

图2 时钟芯片电路原理图

图3 软件流程图

2 硬件设计

单片机选用STC89C52，其外围电路简单，由简单复位与时钟电路构成，设计成本低廉。按键模块采用矩阵键盘形式接入单片机I/O口，控制方式灵活。液晶显示模块为LCD1602液晶显示屏，并行接口接入单片机用于时钟数据显示。选用时钟芯片M41ST85W设计时钟电路，采用I2C控制协议，外围电路简单，通信灵敏度高。电路原理图如图2所示。

电平转换芯片74LVC4245用于单片机与时钟芯片M41ST85W通信时的电平转换。OE引脚低电平有效，DIR引脚为高电平时，数据传输方向为A至B，DIR引脚为低电平时，数据传输方向为B至A。OE引脚为高电平或悬空时，通道不开放，无数据转换。

3 软件设计

软件设计流程如图3所示。系统初始化完成后，单片机对时钟芯片进行读操作。由于初次上电时，HT默认被硬件置1，缓冲/传输寄存器将无法更新到当前时间，液晶显示时钟为固定时间，这是掉电时间，因此需要对0CH地址清零操作，即将HT置0。然后通过按键写入当前时钟信息，包括：世纪、年、月、日期、星期、时、分、秒、毫秒，时钟的配置通过I2C通信完成，再读取时钟信息，显示在液晶LCD1602上。按键可用于数据写入与时间修改，因此，还可用于报警时间的预设置。

4 总结

利用STC89C52单片机对时钟芯片M41ST85W的控制，实现了简易时钟电路的设计，通过按键实现时钟信息的调整，通过液晶LCD1602实现时间的显示。设计方案简单，价格低廉、可靠性强，具有较好的应用价值。

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Design of clock circuit based on MCU

Ao Ming
（Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan，610059）

A simple clock circuit is designed, which is composed of a single chip microcomputer minimum system, a level conversion module, a key input module, a clock module and a liquid crystal display module. The circuit takes STC89C52 MCU as the control core, controls the serial real time clock chip M41ST85W to read, write and alarm.

clock circuit; STC89C52; M41ST85W