實(shí)戰單片機電子鐘制作

到這里就可以進(jìn)入編程調試階段了，這個(gè)時(shí)鐘程序的編寫(xiě)主要包括以下4個(gè)主要部分：

1．PS/2鍵盤(pán)通信

PS/2接口6只引腳中4只引腳是有效的，兩只用于供電，只有2只引腳可以用來(lái)傳輸數據。PS／2通信協(xié)議是一種雙向同步串行通信協(xié)議。通信的兩端通過(guò)Clock（時(shí)鐘腳）同步，并通過(guò)Data（數據腳）交換數據。任何一方如果想抑制另外一方通信時(shí)，只需要把Clock（時(shí)鐘腳）拉到低電平。每一數據幀包含11～12個(gè)位，具體含義如表1所列。更多的PS/2說(shuō)明可以參考網(wǎng)上的應用介紹。

PS/2接口與單片機的連接如原理圖7所示，由于PS/2鍵盤(pán)要向單片機發(fā)送數據時(shí)，總是先將第5腳時(shí)鐘線(xiàn)拉低，這樣就可以將PS/2接口的第5腳與單片機的外中斷輸入引腳相連，一旦PS/2要向單片機發(fā)送數據，單片機就可以以外中斷的方式優(yōu)先響應PS/2鍵盤(pán)的輸入請求，開(kāi)始接收數據，接收完畢后，PS/2鍵盤(pán)將時(shí)鐘線(xiàn)恢復為高電平。

由表1可知，單片機以外中斷方式接收PS/2鍵盤(pán)數據時(shí)，每接收一幀數據就要中斷11次，接收完成后，只要對其中8位有效數據進(jìn)行比較或查表，就可以知道哪個(gè)按鍵被按下。例如把小鍵盤(pán)區的數字鍵通碼進(jìn)行排序制表，根據查表的次數就可知道是哪個(gè)數字按鍵被按下。這就是PS/2鍵盤(pán)編程的思路。單片機成功接收了PS/2鍵盤(pán)數據確定是哪個(gè)按鍵后，就可轉到相應的程序段執行指定的功能，如設定時(shí)間，設定亮度、設定鬧鈴等。

2．DS12C887的設置和讀寫(xiě)

DS12C887內部共有128個(gè)寄存器，前14個(gè)為時(shí)鐘控制寄存器，剩下114個(gè)供編程者自由使用。14個(gè)時(shí)鐘控制寄存器中的前10個(gè)用于存儲時(shí)鐘參數，后4個(gè)用于控制DS12C887的各功能組件工作狀態(tài)。在DS12C887的第13腳片選端（CS）與P2.7相連接情況下，14個(gè)時(shí)鐘控制寄存器地址及具體功能說(shuō)明如表2所示。

在本文所示電路連接情況下，DS12C887就相當于是單片機的一個(gè)外部并行擴展RAM，數據讀寫(xiě)采用MOVX指令直接一次性讀出或寫(xiě)入，很是方便。在程序初始根據要求對相關(guān)功能寄存器進(jìn)行設定，然后在每次循環(huán)當中讀出當前各時(shí)間寄存器的數據，經(jīng)單片機處理后分別送到兩片MAX7219的指定位置顯示即可，具體可參考源程序。

3．MAX7219的初始化和數據寫(xiě)入

MAX7219是一款專(zhuān)用數碼管驅動(dòng)芯片，內部設有動(dòng)態(tài)掃描電路，它以串行通信方式接收到單片機的顯示數據后，對指定位置的數碼管顯示內容進(jìn)行更新，為單片機節省了寶貴的軟、硬件資源。MAX7219的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是可以通過(guò)設定亮度控制寄存器的數值來(lái)控制所接數碼管的顯示亮度。MAX7219內部有14個(gè)寄存器，用于控制數碼管顯示的內容和狀態(tài)，各寄存器功能列表如表3所示。

MAX7219的初始化就是對后5個(gè)寄存器進(jìn)行設置，由于檢測只需在電路板焊接好進(jìn)行一次就可以，所以程序初始主要是寫(xiě)入譯碼方式、顯示亮度、掃描位數、顯示開(kāi)關(guān)4個(gè)控制寄存器相應數值。到這里就可以發(fā)現通過(guò)PS/2鍵盤(pán)設定數碼管顯示亮度，就是識別按鍵后對MAX7219的亮度控制寄存器重新寫(xiě)入新數值。

MAX7219每個(gè)寄存器的寫(xiě)入分兩步，第一步先寫(xiě)入寄存器地址；第二步再寫(xiě)入寄存器數據，具體的寫(xiě)入語(yǔ)句見(jiàn)源程序。這里簡(jiǎn)要介紹一下MAX7219級聯(lián)狀態(tài)下數據寫(xiě)入思路，這個(gè)電路板上用到兩片MAX7219（U5、U6），由原理圖7可見(jiàn)U6的輸入端（DIN）接到U5的輸出端（DOUT），這樣就稱(chēng)U6為后級，U5為前級，寫(xiě)入子程序段執行一次就把地址和數據先送到后級的U6，再執行一次才送到U5，以此類(lèi)推，如果3片MAX7219級聯(lián)，寫(xiě)入子程序就要執行三次才能分別將數據送到相應的MAX7219。

4.DS18B20數據讀取和處理

DS18B20內部結構和工作原理就不介紹了。單片機對讀取到的溫度數據進(jìn)行適當處理，就是將讀出的二進(jìn)制數據轉換成BCD碼，再將轉換到的BCD碼高低位分離，送到MAX7219的相應位置顯示即可。

編好的程序寫(xiě)入單片機，一個(gè)原汁原味的單片機電子鐘就制作好了，夜間的運行效果如圖12所示。

制作調試問(wèn)題匯總

1.試驗板搭接是必須的，否則無(wú)法確定原理線(xiàn)路正確性。
2.DS12C887有一個(gè)上電穩定時(shí)間，在程序初始進(jìn)行幾十毫秒的延時(shí)即可，否則會(huì )讀出不正確的數據，因為這個(gè)問(wèn)題編程時(shí)多花了2天時(shí)間。PS/2鍵盤(pán)設定好亮度后，將亮度參數保存到DS12C887的7F0EH單元，重新上電后應能讀出上次設定的亮度參數，但每次讀出的均為0，百思不解，上網(wǎng)搜索也無(wú)結果，反復試驗思考，終于發(fā)現DS12C887的用戶(hù)RAM區上電需要一個(gè)穩定時(shí)間，否則讀出的數據始終是0。
3.MAX7219對供電電壓穩定性要求較高，大小兩個(gè)濾波電容要緊靠芯片布置，參數設置要恰當。在試驗板搭接階段經(jīng)常發(fā)現MAX7219顯示會(huì )錯亂，查找各類(lèi)網(wǎng)頁(yè)資料，就是要設置濾波電容，但試驗板上沒(méi)有緊靠芯片設置，而且采用的是飛線(xiàn)，一直到制成PCB后這個(gè)問(wèn)題才得到解決。
4.MAX7219的質(zhì)量問(wèn)題。網(wǎng)購是現在電子元件獲取的主要途徑，但發(fā)現特便宜的MAX7219質(zhì)量無(wú)法保證，所以大家網(wǎng)購電子元件時(shí)，要注意這個(gè)問(wèn)題。
5.網(wǎng)上的參考資料要多對比，才能確定其正確性。

待改進(jìn)之處

1.可在板上合適的位置增加幾個(gè)獨立按鍵，日常使用調節更方便些；
2.顯示內容可增加農歷和濕度；
3.可以用光敏電阻配合串行A/D轉換芯片（如TLC549）實(shí)現顯示亮度的自動(dòng)調節，以適應環(huán)境光線(xiàn)的變化，這樣子就更加具有專(zhuān)業(yè)性了。