基于STC89C51制作的具有记录天亮天黑时间功能的时钟

黑龙江科技学院 高 杨

前段时间做一个记录天亮天黑时间的仪器，要求能存储时间，并且时钟要精度高，需要的时候可以上传到电脑进行分析处理。传感器可以用光敏二极管和光敏三极管以及光敏电阻，考虑到易于调整最终选择了使用光敏电阻。在数码管的驱动上选择了MAX7219芯片刚好驱动八位共阴极数码管，因为手头上只有三个按键，所以在按键的设计上，采用一键多能的设计方法，按键的功能分布如下：

K1：按动一次可以进行小时的调整，且小时位闪烁给出提示，按动第二次可以对分钟调整，同样给出提示，按下第三次时候可以对秒进行调整，秒位也闪烁一下进行提示，第四次显示传感器读数，第五次按下后进入上传和格式化内部EEPROM的操作，并且都会给出提示。

K2：调整时间时候进行加操作，上传和格式化时候为上传指令键。

K3：调整时间时候进行减操作，上传和格式化时候为格式化指令键。

由于手头没有时钟芯片，又不想去买，就考虑如何用定时器做出高精度的计时器，在进行stc的下载中发现了一个奇怪的现象，显示我单片机的晶振和标称相差很多，更换了几个做测试，结果一样，终于被我发现原来定时器不准的最大原因在晶振本身是不准的，现在我按照STC编程软件提示的频率设计中断程序的定时器初始值，然后把中断跳转的指令消耗的时间考虑进去，进行了两天的测量，尽然与我笔记本的时间误差不到1s，获得较为精准的时间成功，这完全可以和普通的时钟芯片相比了。

考虑到按键的延时函数，以前都是使用for循环那样写太老套了，在各种书上我们只能看到for循环和while循环的延时函数，这种软件延时显然不能有效的控制延时时间，于是我考虑在中断里加上一个延时变量。这样就可以更为精准的控制延时了。而且会使目标代码更为短小。

以前没有使用过STC的内部EEPROM，由于要求能够存储足够多的数据，需要能掉电保护的存储器，查看了STC89C51的手册发现竟然有4K的EEPROM可以使用，心里大喜，把手册上提供的EEPROM读写和擦除操作代码直接复制过来就行了。

传感器选择了光敏电阻，经过万用表的测量，电阻在光照较强的时候大约1K，在黑暗环境达到几百K，于是选择了手头上的一枚10K的电阻进行串联匹配，用于分压比较。因为这样只需要测量定值电阻上的分压比就行了，不用考虑电压源的稳定性。在AD转换上采用ADC0832一片就OK，还多出来一个通道呢。

在通过电脑串口上传数据时候发现每次上传一位需要延时一下，给硬件足够的反应时间，要不接收会出错的，比如没有收到全部数据，数据丢失，等等。

在判断何时记录时间时候，考虑到传感器可能会出现数值震荡或者不稳定情况，那么我就通过设定缓冲区来解决这个问题。定义X1和X2作为触发记录的上下限，其中X1＜X2，且X1不等于X2，那么X1和X2直接的取值就作为了缓冲区了，当传感器读数X在缓冲区和其任意边界进行跳变时候不进行触发，唯X1（或者X2）跨越缓冲区进入X2（或者X1）时候触发记录程序，记录下当时的时间。考虑到干扰发生，并进行延时再判断。

在EEPROM进行写的时候先查找空白区，在空白区进行按组写入，本程序只写入了小时分钟秒，如果扩展可以加入月份和日期。擦除的时候逐个熄灭数码管提示进度。

其余的设计细节请参考程序注释。

代码如下：

Proteus仿真电路图

以上就是全部代码以及细节相关的注释，希望大家找出其中不足之处或者可改进的地方，与我进行交流学习。