摘 要： 介紹了由97C51單片機、MSM6242實時日歷/時鐘、X25165串行E2PROM等組成的多功能時間控制器。該時間控制器具有走時準確、多路輸出、不受停電影響、操作方便、成本低等特點。并已通過軟件解決了千年問題。
關(guān)鍵詞： 日歷 時鐘 時間控制 千年問題
目前使用的時間控制器種類較多，如數(shù)字式、觸點式等，在應(yīng)用時有一定的局限性，有的功耗較大，停電后走時被復(fù)位，定時時間也需重新設(shè)定，有的定時精度差，且僅能提供一種輸出，輸出時段數(shù)較少。本文介紹用MSM6242作為實時時鐘、X25165存放定時數(shù)據(jù)、以97C51單片機作為處理核心組成的一種多功能時間控制器。
1 時間控制器的硬件組成
多功能時間控制器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
97C51是LG半導(dǎo)體公司推出的8位CMOS單片機產(chǎn)品，與工業(yè)標準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型程序保存時間超過100年，其低廉的價格適合批量使用。
MSM6242是一個可直接與單片機總線連接的CMOS實時時鐘/日歷芯片?？商峁┠辍⒃?、日、時、分、秒等信息，可選擇在12/24小時兩種格式下運行。當主電源掉電時，可在低至2.0V的電壓下繼續(xù)運行，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：看門狗定時器、電源電壓監(jiān)視和串行E2PROM組合在一個芯片上，使用這種器件可降低系統(tǒng)成本，減少對電路板空間的要求，提高系統(tǒng)的可靠性。X25165的看門狗定時器的超時時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，通過單片機串行移位輸出對其進行控制。設(shè)計有5個按鍵，用來進行功能選擇、設(shè)置、修改、刪除等操作。
2 軟件設(shè)計
考慮到定時器的實際應(yīng)用，將其輸出設(shè)計為8路，各路獨立控制，定時的最小單位是分，定時范圍00:00～23:59。其中第1、2路設(shè)計為打鈴輸出，打鈴持續(xù)時間可調(diào)，并可選擇靜音時間；第3路設(shè)計為提醒輸出，當定時時間到時驅(qū)動輸出，將該時間自動清除；其余各路均設(shè)計為區(qū)間控制。
圖2為主程序流程圖，圖3為定時中斷處理子程序。
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3 千年問題的解決方案
MSM6242及MSM5832、MC146818等日歷/時鐘芯片，不能對星期進行自動校對，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/時鐘芯片問世，但價格較高。
由于日歷在時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，并對星期進行自動校正。控制器中的年代等由MSM6242提供，世紀數(shù)保存在E2PROM中。
閏年的判斷方法：當不為00的年代被4整除時，則該年為閏年；當年代為00時，若世紀數(shù)能被4整除，則該年也為閏年。閏年的2月為29天。
當某一天的日期為(c×100+y)年m月d日時，這一天的星期數(shù)可用下式的余數(shù)確定：
式中，c為世紀數(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現(xiàn)。當對日期進行修改時，由程序?qū)斎肴掌诘暮侠硇赃M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計算。正常運行時，由程序?qū)﹂c月進行監(jiān)測和處理。
4 多功能時間控制器的功能
通過硬件和軟件方面的設(shè)計，該時間控制器具有以下功能：
(1) 可由鍵盤操作選擇顯示時間(時：分：秒)、日期(月.日_星期)，公元紀年，以及查看各路已設(shè)定的時間。
(2)對日期、時間進行修改，對各路獨立進行設(shè)定、修改和刪除。
(3)打鈴持續(xù)時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)，時間持續(xù)半小時，可通過按任意鍵終止，提醒結(jié)束后該時間自動清除。
(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，該時間控制器走時準確(月誤差±10秒)，控制可靠。
參考文獻
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