基于P87LPC762单片机的电子计时牌设计

　　0 引言

　　随着电子信息技术的飞速发展，电子计时牌已成为电子设备发展的一个标志性功能。顾名思义，计时牌主要用来完成计时功能，即显示实时时钟的时间，这是计时牌的首要任务。但是，现代的电子计时牌也可以集成多种功能于一身，它不仅可以实时显示当前的具体时间，而且还可以显示年、月、日、星期。此外，还有许多特殊的计时牌，它们可以把安全生产天数、倒计时天数、工作环境温度、万年历等等都设计到其中，从而大大扩展了计时牌的应用范围。

　　1 系统设计原理

　　本设计采用飞利浦公司的P87LPC762做为微处理器，温度传感器芯片选用LM70，时钟芯片采用DS1302芯片，它们与单片机全部采用串行通信方式。该电子计时牌系统的硬件原理图如图1所示。图中，数据的串行输出显示分成三部分，分别为：安全天数与温度、年月日与星期、时钟数据。系统首先通过单片机读人温度传感器芯片LM70测得的二进制温度数据，然后进行处理计算以得出相应的BCD温度数据，最后与安全天数数据一同通过单片机扩展的串口送到数码管显示。同时通过单片机与时钟芯片DS1302的通信读入日历时钟数据，再把得到的年月日、星期数据通过单片机扩展的另一个串口输出送到数码管显示，同时把时钟数据通过单片机本身自带的串口输出送至显示。数据的设置与修改可通过与单片机相连的三个按键来完成。显示部分采用74HC164N串行输入并行输出移位寄存器来驱动数码管。秒信号和天气信号则采用发光二极管来显示。综上所述，本设计采用的串行通信方式可有效地节省硬件电路设计的空间，从而使设计更为简捷，具有一定的实用性。

　　2 温度检测

　　要完成环境温度的检测与显示，首先要用到温度传感器。本设计选用的是LM70温度传感器芯片，由于LM70采用的是串行通信方式，因此只需三根线与单片机相连即可完成数据的读写。

　　温度传感芯片的作用就是测取外界的温度值。它首先是把通过热敏电阻从外界感应的模拟温度送入内部的A/D转换器，转换成相应的数字温度值(即二进制温度数据)存放到温度寄存器中，温度传感器LM70所测的温度可通过对其温度寄存器数据的读取来最终将其转化成相应的模拟数据，也就是把二进制数据转换成BCD码数据存放到单片机中。

　　这里需要注意的是，如果外界环境温度在零度以下(即负温度)，那么，同相应温度值的正温度相比，转换后的温度寄存器数据D5～D15位则是正温度的补码。所以，在读出温度寄存器数据后，一定要判断数据的符号位，如果是负温度数据，则要先求补码才能最终将其转换成相应的正确温度值。