太阳能草坪灯的设计

调节RP的阻值，可以改变电路动作的灵敏度。 4.6 系统时钟电路

为了系统定时准确性的需要，系统需要一个实时的时钟，而平常的电子设计中常用的时钟是直接通过汇编语言对单片机进行编程实现的，这样的时钟在电源断电时不能正常运行，再次通电后也不能保证时钟的持续运转。由于系统要求根据时间来准时开关灯箱电源，所以要求系统时间一定要准确，为了避免断电时钟不运行情况的发生，在本设计中选用了低功耗的实时时钟芯片DS1302提供系统的时钟，它具有功耗低、性能稳定、自带RAM、具有年月日功能，确保定时的可靠性。

DS1302实时时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月，月末的日期自动进行调整，还包括了闰年校正的功能。时钟的运行可以采用24小时或带AM（上午）/PM（下午）的12小时格式。

DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）臵为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。数据可以以每次一个字节或多达31字节的多字节形式传送至时钟/RAM或从其中送出。而且DS1302能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存数据和时钟信息。DS1302具有一个用于主电源和备用电源的双电源引脚，即除了主电源外，我们可以在其8脚和地之间接一个大电容或者接一个备用电源，主电源正常时对电容或备用电源充电，当电源突然断电或者进行电力维修时，电容或备用电源工作，以

表2 DS1302的管脚介绍

管脚名称 X1\\X2 RST I/O SCLK VCC1\\VCC2 GND 功能 32.768kHz晶振引脚 复位 数据输入/输出 写保护 电源引脚 地 保证时钟芯片的正常工作。

DS1302各脚功能如表2所示。DS1302主要由移位寄存器、控制逻辑、振

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荡器、实时时钟以及RAM组成。为了初始化时进行数据传送，将RST臵为高电平且把提供地址和命令信息的8位装入到移位寄存器。数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期发生，也无论传送方式是单字节传送还是多字节传送，开始8位指定40个字节中的哪个单元将被访问。在开始的8个时钟周期把命令字节装入移位寄存器之后，时钟在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加最大可达248的时钟脉冲个数。

C43300u+BT13.3VC530P2X132.768K3C630PX1U1VCC1SCLKI/OX2RSTDS13028765 图7 DS1302实用时钟电路

本设计采用的是24小时运行模式。因为DS1302采用的是同步串行通信，简化了与微处理器的通信，微处理器与时钟芯片通信仅需三根线联接：（1）RST（复位）、（2）I/O（数据线）、和（3）SCLK（串行时钟）。在I/O口接到处理器的命令后，控制芯片的SCLK端向单片机传送数据或由单片机通过SCLK端向1302中写入数据。

具体应用电路如图7所示。在系统正常工作时，晶振X1为时钟芯片提供工作必需的32.768KHZ的振荡周期，使时钟正常工作，系统电源对电容C4充电，在系统断电时，C4中存储的电量可以作为芯片的备用电源，维持时钟芯片正常工作，再次通电时系统电源为芯片供电，并且为电容C4充电，为系统下次断电做好电能的储备。 4.7 掉电存储电路

为了能将系统所设定的一些参数，如设定的密码，设定的时间在系统掉电之后能够恢复，在设计时必须考虑如何存储这些参数。由于AT89C51片内没有EEPROM，必须采用外部扩展方式。在系统的设计过程中，通常采用的掉电存储芯片是24C02系列存储芯片，为了方便以后扩展，在这里选用有4K存储空间的24C04芯片。

24C04接口采用I2C总线接口方式。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线

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“与”功能。I2C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s，在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。它通过串行数据线SDA及串行时钟线SCL两根线和连在总线上的处理机进行通信，并根据地址识别每个器件。采用I2C总线标准的单片机或IC器件，其内部不仅有I2C接口电路，而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。

CPU能通过指令将某个功能单元电路进行读或写的操作，还可对该单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统既简单又灵活的扩展与控制。管脚功能如表3所示。24C04作为系统的掉电存储单元，在设计中的作用是在系统失电的瞬间，由电容供电完成对系统中数据的存储。主要存储的内容是定时数据、系统时间等参数，在系统恢复供电时取出定时时间与实时时钟数据进行对比，完成定时控制和时钟显示功能。其应用电路如图8所示。

表3 24C04的管脚介绍

管脚名称 A0、A1、A2 SDA SCL WP VCC GND 功能 器件地址选择 串行数据/地址 串行时钟 写保护 +1.8V～6.0V工作电压 地 VCCR51234NCVCCNCWPNCSCLGNDSDA8765R6STORE1STORE2

图8 24C04应用电路

4.8 数码管显示电路

数码管显示的串口输出电路，串口六位数码显示主要由供电电路、串并转换电路、数码显示电路组成(如图9)。串并转换电路主要由六块移位寄存器74ALS164组成。当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为

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低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当一组数据依次输入时，寄存器中的数据在每个时钟脉冲的作用下依次向下一个寄存器传递。最终在输出端（QA－QH）得到八位并行输出的数据。由于寄存器是级联的，所以在时钟脉冲的作用下依次为每个数码管提供八位的数据。数码显示电路主要由八段数码管组成，其电路是共阳的，当输出一定的编码数据时显示相应的数字。 888IN4007LED1LED2LED3LED4IN4007D7abcdefgpdabcdefgpdabcdefgpd7612419076124190761241907612419011103451298131412VCCGNDABCLRCLK555IN4007D6111034512131110345121311103451213666QFQEQAQBQCQGQHQDQFQEQAQBQCQGQHQDQFQEQAQBQCQGQHQDD5VCCGNDVCCGNDVCC1414141298712987129877VCCGNDABCLRCLKABCLRCLKABCLRCLKU474LS164U574LS164U674LS164QFQEQAQBQCQGQHQDU774LS16465abcdefgpd84.9 单片机硬件电路 AT89S系列单片机提供的ISP在线编程技术彻底地改变了传统开发模式，开发单片机系统时不会损坏芯片的引脚，加速了产品的上市并降低了研发成本，缩短了从设计制造到现场调试的时间，简化了生产流程，大大提高了工作效率。单片机控制电路采用89s51系列单片机及其外围电路组成，电路如图10所示。Title复位电路采用按键手动复位方式，当S6按键按下后，VCC通过R12给单片机Size33pFNumber9脚一个高电平，就可以完成复位操作，时钟电路用12MHz晶振及2个的电容组成，片内的时钟信号主用由该电路产生。 345P3.0P3.1VCCGND 图 9 显示电路 BDate:File:21-May-2009C:\\Documents and Settings\\Administrat 18