基于I2C总线电子万年历的设计与实现

王文卿, 李钟慎

（华侨大学 机电及自动化学院， 福建 厦门 361021）

0 引言

机械时钟工艺复杂，且寿命短，误差大。本文基于I2C总线(一种简单的双向二线制串行通信总线，由数据线SDA和时钟SCL构成。允许多个符合I2C总线标准的器件通过同一条I2C总线进行通信，而不需要增加额外的地址译码器[1])，设计并实现了电子万年历计时系统。该系统不但具有更高的直观性和精确性，而且整个系统简单实用，可操作性高。在家庭居室、学校、车站和广场得到了广泛的使用，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。

1 系统整体设计及其工作原理

图1为系统的整体结构图，主要由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘模块、闹铃模块和单片机模块组成。P89V51RB2微控制器是整个系统的核心部分，它来控制整个系统的工作流程。

图1 系统整体结构图

系统的工作原理为微控制器通过时钟线SCL和数据线SDA将键盘模块、时钟模块和显示模块连接。时钟模块提供时间、日期信息，由微控制器控制显示模块显示这些信息。键盘模块有4个按键，来校正当前时间和日期，闹铃模块由微控制器控制，实现定点闹铃功能。

2 硬件电路设计

2.1 基于PCF8563的时钟电路

PCF8563是Philips生产的一款时钟芯片，带有400KHz的I2C总线接口，能提供年、月、日、时、分、秒信息，采用I2C总线协议（从机地址：读，0A3H；写，0A2H）设计，与单片机的连接非常的方便，因此时钟电路利用该芯片，为系统提供精确的时间信息[2]。图2所示为PCF8563构成的典型时钟电路。

图2 时钟电路图

图2中，PCF8563的SCL和SDA引脚内部漏极开路，因此使用时需要外接阻值为5.1kΩ的上拉电阻。……