本電子鐘采用PIC16C55單片機(jī)控制，適于溫室的定時(shí)恒溫或自來(lái)水的定時(shí)定壓控制等。PIC16C55單片機(jī)工作電壓為2.5～6.25V，功耗低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。本電子鐘可以控制一路負(fù)載在24小時(shí)內(nèi)的3次開(kāi)/關(guān);一個(gè)雙限觸發(fā)的定時(shí)輸出口，既可接傳統(tǒng)的功率保持型繼電器，也可接脈沖繼電器。本機(jī)用四位LED數(shù)碼管掃描式顯示，還有消隱(省電)工作方式，使用起來(lái)非常靈活、方便。

一、 電子鐘工作原理

電子鐘電路見(jiàn)圖1。RB7口是定時(shí)指示端，在定時(shí)開(kāi)期間輸出高電平，驅(qū)動(dòng)V1發(fā)光，該口也可經(jīng)緩沖作定時(shí)輸出口;RB6是雙限觸發(fā)控制的定時(shí)輸出口，其工作方式是：在RB7高電平期間，若RB1為高電平，則RB6輸出高電平;若RB0為高電平，RB6輸出低電平;若RB1、RB0同為低電平，RB6保持原態(tài);同為高電平時(shí)，RB6輸出低電平。RB5、RB4用于驅(qū)動(dòng)脈沖繼電器，RB6上升沿觸發(fā)RB5輸出高電平開(kāi)脈沖;在RB6下降沿觸發(fā)RB4時(shí)，RB4端輸出高電平關(guān)脈沖，開(kāi)/關(guān)脈沖的持續(xù)時(shí)間均為125ms。

圖 1

RB3是消隱控制器，接高電平(即SK1閉合)時(shí)，顯示屏及秒閃正常;否則，顯示消隱。顯示消隱時(shí)，時(shí)鐘及各控制邏輯都正常運(yùn)行，如忽略RB4至RB7各口的驅(qū)動(dòng)電流，則在3V供電時(shí)，整機(jī)電流不足20μA，即兩節(jié)5號(hào)電池可用數(shù)月!RB2選擇數(shù)碼管極性，RB2為低電平，使用共陰LED;RB2為高電平，則用共陽(yáng)LED。數(shù)碼管的極性是在上電初始化時(shí)，根據(jù)RB2口狀態(tài)確定的，工作過(guò)程中改變RB2的電平則不起作用。

本機(jī)設(shè)S1～S4四個(gè)按鍵，S1是功能選擇鍵，S2是小時(shí)增量調(diào)整，S3是分鐘增量，S4用于分鐘減量調(diào)節(jié)，其使用方法為：

上電時(shí)，RB5至RB7均為低電平，RB4端送出一個(gè)關(guān)脈沖，使SK1閉合，整機(jī)正常顯示、工作，RC7口送出秒閃脈沖，RC6～RC0送字段碼。RA3～RA0分別為10時(shí)、時(shí)、10分、分位的位碼輸出。這時(shí)，按一下S2或S3(時(shí)增量/分增量鍵)，可使RB7端置位或復(fù)位。

在正常走時(shí)期間，秒閃正常;在校對(duì)或設(shè)置定時(shí)時(shí)，秒停閃。例如：在正常走時(shí)期間，按一下S1鍵，秒閃停止，屏幕顯示J-，表示可以校對(duì)時(shí)間。這時(shí)再按S2～S4中任一鍵，屏幕顯示現(xiàn)在時(shí)間，但秒不閃，此刻可按S2～S4校對(duì)時(shí)鐘。再次按S1，屏幕顯示1∪，表示可以設(shè)定第一次開(kāi)時(shí)間，此時(shí)按S2～S4對(duì)時(shí)間進(jìn)行查看及設(shè)置。繼續(xù)按S1，系統(tǒng)顯示1∩，表示可設(shè)置第一次關(guān)時(shí)間……依次進(jìn)行。設(shè)置好系統(tǒng)及3次開(kāi)關(guān)時(shí)間后，整機(jī)回到正常顯示狀態(tài)，秒閃恢復(fù)。

如欲取消某次開(kāi)/關(guān)定時(shí)，只需把該次的開(kāi)與關(guān)時(shí)間設(shè)置成相同值即可。

筆者曾把該時(shí)鐘用于定時(shí)定壓供水控制系統(tǒng)，RB6端用于驅(qū)動(dòng)繼電器(也可用RB5與RB4兩端驅(qū)動(dòng)脈沖繼電器)，RB1端接水壓(水位)的低限輸入，RB0端接高限輸入，設(shè)置好定時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)易的定時(shí)定壓自動(dòng)供水系統(tǒng)即告完成。

二、 編程技巧

PIC16C55單片機(jī)程序存儲(chǔ)器只有512字節(jié)，加上采用外接32768Hz晶體振蕩方式，時(shí)鐘速度較低，因此，統(tǒng)籌好系統(tǒng)的工作時(shí)序與人機(jī)界面之間的關(guān)系是軟件設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。本機(jī)編程采用如下方案：軟件工作流程見(jiàn)附圖2。

圖 2

PIC16C55單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期是4個(gè)時(shí)鐘周期，不難算出，本系統(tǒng)中每秒有8192個(gè)機(jī)器周期。在編制軟件時(shí)，先設(shè)定單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器F1的計(jì)數(shù)方式為機(jī)器周期的64分頻。這樣，每當(dāng)F1溢出時(shí)，系統(tǒng)遞加2秒。平時(shí)，系統(tǒng)每128個(gè)機(jī)器周期內(nèi)用RC口與RA口驅(qū)動(dòng)掃描一次顯示屏，可保證每秒內(nèi)掃描64次顯示屏，基本上無(wú)閃爍感。而128個(gè)機(jī)器周期正是F1的第0位(為便于敘述以下簡(jiǎn)記為F1?0)每次下降沿的間隔時(shí)間，我們可以編一段程序，當(dāng)F1?0的下降沿到來(lái)時(shí)，掃描一次顯示屏，每當(dāng)F1的低4位為全0時(shí)(125ms一次)使系統(tǒng)檢測(cè)一次RB口與按鍵狀態(tài)，并進(jìn)行相關(guān)處理，部分相關(guān)程序如下：

WAIT 　BTFSC 1，0　 ;等待F1?0的下降沿，編程時(shí)

GOTO WAIT ;要保證每次下降沿前到此

MOVFW 1

SKPNZ

GOTO CLOCK ;F1=0，滿(mǎn)2秒，轉(zhuǎn)時(shí)鐘處理

ANDLW 0FH　;屏蔽F1高4位

SKPZ

GOTO DISPLAY;F1低4位不為0，轉(zhuǎn)顯示

MOVLW 0C0H ;滿(mǎn)125mS，使RB口脈沖復(fù)位

ANDWF 6，1

MOVLW 0FH ;檢測(cè)按鍵

TRIS 7

MOVFW 7

ANDLW 0FH　;保留按鍵數(shù)據(jù)

SKPZ

GOTO AN;有鍵值，轉(zhuǎn)按鍵處理

DISPLAY …… ;顯示掃描，定時(shí)管理RB口

CLOCK …… ;時(shí)鐘，定時(shí)處理程序

AN …… ;按鍵管理程序