接口程序設計

軟件程序設計采用模塊化設計思想，包括主程序、初始化子程序、時鐘運行子程序，按鍵掃描子程序。其中，初始化子程序主要工作有：初始化I2C總線，使總線處于備用狀態；初始化LCD液晶顯示器讓其正常顯示；初始化定時器0并開啟定時器0中斷。時鐘運行子程序主要負責讓DS1307芯片更新時間并在LCD上顯示。按鍵掃描子程序負責檢測按鍵的狀態并將更改后的時間顯示出來。主程序主要負責初始化及鍵盤掃描工作。本系統主程序的流程圖如圖4所示。

在本系統中，因采用了I2C總線虛擬技術，需嚴格按照時序圖的要求進行操作，因此，在程序設計當中，分別添加了幾個子程序，用于實現單片機與DS1307進行通信。下面是根據本文電路對I2C總線上的信號進行模擬的幾個子程序：

void start（） //模擬 I2C 啟動信號

{

SDA = 1;

Nop （）;

SCL = 1;

Nop （）;

SDA = 0;

Nop （）;

SCL = 0;

}

void stop（） //模擬 I2C 停止信號

{

SDA = 0;

Nop （）;

SCL = 1;

Nop （）;

SDA = 1;

Nop （）;

}

void ack（） //模擬 I2C 應答信號

{

SDA = 1;

Nop （）;

SCL = 1;

Nop （）;

SCL = 0;

}

void un_ack（） //模擬 I2C 非應答信號

{

uchar i;

i=0;

SCL=1;

while（SDA==1&&i《200） i++;

Nop （）;

SCL = 0;

}

需要注意的是，DS1307的各類時間數據均以BCD碼的格式存儲在相應的時間寄存器中，而1602液晶顯示器只能識別字符碼，即ASCLL碼，因而1602在向DS1307讀取或寫入時間數據時，需要進行數據類型轉換。本文采用以下兩個子程序用來完成上述功能：

uchar dec_to_bcd （uchar dec） //ASCLL 碼 （十 進 制 ）轉BCD 碼

{

Uchar x， y;

x=dec/10;

y=dec%10;

y=（x《《4）|y;

return y;

}

uchar bcd_to_dec（uchar bcd） //BCD 碼 轉 ASCLL 碼（十

進制）

{

Uchar x， y;

y=bcd/16;

x=bcd % 16;

y=y*10+x;

return y;

}

仿真分析

本文最后使用Proteus軟件對本實時時鐘系統進行仿真，將代碼下載到單片機當中并啟動Proteus后，液晶顯示器與DS1307時鐘顯示模塊同時顯示初始時間并開始計時， 適當調節三個獨立按鍵 K0~K2 后，液晶顯示器顯示調整后的 時間并且把新的 時間寫入DS1307，DS1307 從新的時間開始計時。 仿真效果如圖5 所示。

本文設計了一個基于 DS1307 可調實時時鐘系統，提出了實時時鐘芯片 DS1307 與單片機接口電路的設計方法，因本系統采用了 I2C 總線虛擬技術，需嚴格按照 I2C 總線時序圖的要求對 DS1307 進行操作，本文給出了對I2C 總線上的信號進行模擬的幾個典型程序實例，最后通過 Proteus 軟件成功仿真實現。