介紹了一個簡單的可調實時時鐘系統的設計。設計中采用了Atmel32位的ARM微處理器作為控制驅動器件，實現了對DS1307實時時鐘芯片的時間信息采樣和液晶顯示，并通過鍵盤來調節時間信息。通過實際的測試，該模塊得到穩定的運行。

? ? ? ?實時日歷時鐘在測控系統和智能顯示中得到了廣泛的應用。通過軟件編程和CPU中斷構造軟時鐘是一種較為常用的方法，時鐘計時無需外圍硬件支持，但是此種方法的弊端是計時精度會受到CPU主晶振、起振電容以及掉電的影響，而導致計時精度不高。因此采用硬件設計實時時鐘是一種更為可靠的方式。

? ? ? ?DS1307是I2C接口的8引腳實時時鐘芯片，片內含有8個特殊功能寄存器和56bit的SRAM。它是一款按BCD碼存取、低功耗的時鐘／日歷芯片，已被應用到人造板尺寸檢測以及電控單元中。

1、硬件設計

設計的可調實時時鐘系統原理框圖如圖1所示。采用了Atmel32位ARMRISC處理器中的一員，即AT91SAM7S256微處理器來驅動DS1307時鐘芯片和液晶模塊，并接收鍵盤中斷來實現時間可調的功能。

1．1 芯片與單片機的接口與連線

若要驅動DS1307芯片，一種方式是使用I2C總線虛擬技術，另一種是采用帶I2C接口的單片機。AT91SAM7S256微處理器外圍電路中具有兩線接口（TWI），它與I2C接口相互兼容，很適合典型的處理器應用，因此系統中采用了此接口實現芯片與CPU的通信。接口電路和連線圖如圖2所示。

DS1307使用到了32768Hz的晶振，BAT1為電池電源。I2C總線內部是雙向傳輸電路，端口輸出為開漏結構，因此接入了上拉電阻。SQW／OUT端是方波輸出端，通常情況下該引腳接到能產生電平變化中斷請求的輸入口。

1．2 液晶顯示電路

與傳統的數碼管相比，液晶顯示具有功耗低、體積小、顯示內容豐富、人機交互性好等優點。設計中使用到了的LM256160點陣液晶顯示模塊。利用該模塊靈活的接口方式和簡單方便的操作指令，可為用戶提供良好的日期、時間顯示和調節界面。

1．3 按鍵調節電路

為實現時間的可調，系統中設計了鍵盤輸入電路。鍵盤包括調節模式進入鍵、“0～9”的數字輸入鍵、清除鍵以及確認鍵。用戶按下調節模式進入鍵便可以開始進行時間的設置和調節，如輸入“20150920151000”代表設置時間為2015年9月20日15時10分0秒，再按下確認鍵便將數據信息寫入到DS1307芯片中進行計數。

2、軟件設計

系統的軟件設計主要包括了主程序、DS1307驅動模塊，液晶驅動模塊、鍵盤中斷處理模塊四大部分，程序流程如圖3所示。主程序中首先完成外設時鐘的使能、I／O口的使能、TWI口的使能以及液晶的初始化。初始化工作完成后，處理器通過TWI接口讀取DS1307中的時鐘信息，數據通過液晶進行顯示。當接收到外部按鍵中斷請求時，處理器進行相應的鍵值中斷響應，將設置好的數據寫入到DS1307芯片中并返回。

DS1307在TWI總線上是從器件，地址（SLA）固定為“11010000”，時鐘信息（年、月、日、星期、時、分、秒）分別放在地址為06H～00H的時間相關寄存器中。芯片的讀寫主要使用到了TWI口低層驅動函數中的intAT91F＿TWI＿ReadByte（constAT91PS＿TWIpTwi，intmode，intint＿address，char觹data2read，intnb）和intAT91F＿TWI＿WriteByte（constAT91PS＿TWIpTwi，intmode，intint＿address，char觹data2send，intnb）。讀寫函數使用到了四個入口參數，constAT91PS＿TWIpTwi是設置TWI口的基地址，intmode為主機模式，intint＿address為器件寄存器的地址，char觹data2read是待寫入數據或待讀取存放的地址，intnb為寫入或讀取的字節數。需要注意一點是，數據是以BCD碼存取的，因此在讀取或寫入之前需要十進制到BCD碼的相互轉換處理。

3、運行結果

系統的運行效果以液晶屏顯示效果為準，如圖4與圖5所示。圖4為設置時鐘信息界面，設置完畢按回車鍵時鐘開始計時，并跳轉到運行顯示界面。圖5為設置好初始時間為2015年9月20日15時10分0秒后，時鐘運行了15分38秒的顯示效果。

4、結束語

設計的可調實時時鐘系統避免了系統掉電與晶振電路的影響，芯片的驅動通過采用ARM系列微處理器中TWI接口并調用相關的低層驅動程序，減少了采用總線虛擬技術的程序量。經過實際的調試，系統得到了預期的結果。該實時時鐘可用于系統主界面的日期與時間顯示，并為以時間為單位的事務處理提供時間基準。