2019年12月16日 | STM8的实时时钟PCF8563与红外进出门提醒器

目录：

总体设计

1.基础硬件DIY设计

1）整体原理图

2）外部RTC[PCF8563]电路

3）PCB电路

4）3D_PCB

2.单片机程序设计

1）PCF8563 I2C通信程序

2）main函数逻辑 [OLED的显示/红外对管的逻辑监测/语音模块的控制]

3.效果展示

1）实物电路顶层图

2）实物电路底层图

3）.防水盒内部图

4）整体效果图

用到的工具有：

 程序 IAR编译器环境

 altium designer 原理图

 altium designer PCB

实现的小功能有：

①能通过外部两个红外对管记人数并在OLED上显示 粗略计数人数

②能通过外部两个红外对 判断人进入或出去，并发出语音提示

ag:人进门：[语音]欢迎光临；人出门：[语音]谢谢惠顾

③语音整点报时

④OLED上显示实时时间包括：年-月-日-星期-时-分-秒

总体设计

1.基础硬件DIY设计

2.单片机程序设计

3.效果展示

1.基础硬件DIY设计

电路硬件：

[MCU]STM8S003P

[外部RTC]PCF8563

[语音模块]MY2490

[屏幕]0.96寸12864 OLED

1）整体原理图

2）外部RTC[PCF8563]电路

PCF8563芯片为IIC通信，SDA[5]与SCL[6]引脚需要上拉

RTC模块 多接一纽扣电池[3.0V]，当整机断电时，纽扣电池为其提供电源，保证时钟还在运行。当单片机供上电时，读取数据为实时的时间，保证了断电时间还在继续运行。

3）PCB电路

4）3D_PCB

TOP层

BOTTOM层

2.单片机程序设计

1）PCF8563 I2C通信程序

//pcf8563.c       [PCF8563 I2C通信]

#include "pbdata.h"

u8 time_buf[7];

typedef struct Time //时间信息 结构体全局变量

{

  u8 year;

    u8 month;

      u8 week;

        u8 day;

          u8 hour;

            u8 minite;

              u8 second;

};

void PCF8563_WriteByte(u8 addr,u8 dt)

{

    I2C_Start();//启动信号

    I2C_Send_Byte(PCF8563_ADDRESS);

    I2C_Wait_Ack();

    I2C_Send_Byte((u8)(addr));

    I2C_Wait_Ack();

    I2C_Send_Byte(dt);

    I2C_Wait_Ack();

    I2C_Stop();    

}

void PCF8563_SetTime(void)//PCF8563初始化设定初始时间

{   

    struct Time TIME={0x18,0x10,0x06,0x21,0x21,0x53,0x30};//设置时间： 年->月->周->日->时->分->秒

    //定义时间寄存器地址

    PCF8563_WriteByte(0x02,TIME.second);

    PCF8563_WriteByte(0x03,TIME.minite);

    PCF8563_WriteByte(0x04,TIME.hour);

    PCF8563_WriteByte(0x05,TIME.day);

    PCF8563_WriteByte(0x06,TIME.week);

    PCF8563_WriteByte(0x07,TIME.month);

    PCF8563_WriteByte(0x08,TIME.year);

}

void PCF8563_GetTime(u8 *buf)//得到时间数据包

{

    I2C_Start();

    I2C_Send_Byte(PCF8563_ADDRESS);

    I2C_Wait_Ack();

    I2C_Send_Byte(0x02);

    I2C_Wait_Ack();

    I2C_Start();    

    I2C_Send_Byte(PCF8563_ADDRESS+1);//A3

    I2C_Wait_Ack();

    buf[0]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[1]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[2]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[3]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[4]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[5]=I2C_Read_Byte(1);

    buf[6]=I2C_Read_Byte(0);

    I2C_Stop();

    buf[0]=buf[0]&0x7F;//秒

    buf[1]=buf[1]&0x7F;//分

    buf[2]=buf[2]&0x3F;//时

    buf[3]=buf[3]&0x3F;//日

    buf[4]=buf[4]&0x07;//星期

    buf[5]=buf[5]&0x1F;//月

    buf[0]=HexToBcd(buf[0]);  //秒 

    buf[1]=HexToBcd(buf[1]);  //分

    buf[2]=HexToBcd(buf[2]);  //时

    buf[3]=HexToBcd(buf[3]);  //日

    buf[5]=HexToBcd(buf[5]);  //月

    buf[6]=HexToBcd(buf[6]);  //年  

}

void PCF8563_Init(void)

{

    PCF8563_WriteByte(0x00,0);

    PCF8563_WriteByte(0x01,0);

    //PCF8563_SetTime();  //当设定好时间，关闭初始化设定时间

}

void PCF8563_ShowTime(void)

{

    static u8 last_sec=0;

    //void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u8 num,u8 len,u8 size2);

    //void OLED_ShowString(u8 x,u8 y, u8 *p);

    last_sec=time_buf[0];

    PCF8563_GetTime(time_buf);

    OLED_ShowNum(0,0,20,2,16);

    OLED_ShowNum(16,0,time_buf[6],2,16);

    OLED_ShowString(32,0,"-");

    OLED_ShowNum(40,0,time_buf[5],2,16);

    OLED_ShowString(56,0,"-");

    OLED_ShowNum(64,0,time_buf[3],2,16);

    OLED_ShowCHinese(96,0,0);//星期 

    OLED_ShowCHinese(112,0,time_buf[4]+1);//2 

    OLED_ShowNum(48,2,time_buf[2],2,16);

    OLED_ShowString(64,2,":");

    OLED_ShowNum(80,2,time_buf[1],2,16);

    if(last_sec != time_buf[sec]){//产生“：”闪烁效果

      if(time_buf[sec]%2 == 0){//偶数显示“：”  奇数显示“ ”  

        OLED_ShowString(96,2,":");

      }

      else{OLED_ShowString(96,2," ");}

    }

    OLED_ShowNum(112,2,time_buf[0],2,16);

}

2）main函数逻辑 [OLED的显示/红外对管的逻辑监测/语音模块的控制]

// main.c   [main函数]

#include "pbdata.h"  //引入自定义公共头文件

u8 Time_Remind_CMD[]={0x7E,0x05,0x41,0x00,0x01,0x45,0xEF};//整点报时

u8 IN_CMD[]={0x7E,0x05,0x41,0x00,0x19,0x5D,0xEF}; //进门声   0x19 -> 0025   

u8 OUT_CMD[]={0x7E,0x05,0x41,0x00,0x1A,0x5E,0xEF};//出门声  0x20 -> 0026

u8 IO_flag = 0;//进出标志位

u8 status = 0;

u8 People_num=0;

BitStatus KEY1;

BitStatus IrDA_OUT;

BitStatus  IrDA_IN;

//volatile RTC_INDEX_e rtc_index; //变量rtc_index为    枚举型RTC_INDEX_e

////volatile表示强调修饰符，则会从内存重新装载内容，而不是直接从寄存器拷贝内容

extern u8 time_buf[];

void On_Time_Alarm(void);    //准点报时

void Detection_Number_Of_People(void);//人数检测

int main(void)

{

  Configuration_Init();//硬件配置初始化

  while(1)

  {

    KEY1 = GPIO_ReadInputPin(GPIOC, GPIO_PIN_7);//播放

    PCF8563_ShowTime();

    On_Time_Alarm();  

    Detection_Number_Of_People();

  }

}

void On_Time_Alarm(void)//准点报时

{

  static u8 once_flag = 0;

  if(time_buf[sec] ==0 && time_buf[min] == 0 )

  {

    if(once_flag == 0)

    {

      Time_Remind_CMD[4]=time_buf[hour]+1;  //时间段选号码

      Time_Remind_CMD[5]=0x05^0x41^0x00^(Time_Remind_CMD[4]);  //生成校验码

      UART1_SendString(Time_Remind_CMD,sizeof(Time_Remind_CMD));

      once_flag=1;

    }

    if(time_buf[day]==0){//午间12点人数清零

      People_num=0;  

    }

  }

  if(time_buf[min] == 1){once_flag = 0; }//只为一次发送

}

void Detection_Number_Of_People(void)//人数检测

{

  IrDA_OUT = GPIO_ReadInputPin(GPIOA, GPIO_PIN_1);//外侧红外对管    检测到为0

  IrDA_IN  = GPIO_ReadInputPin(GPIOA, GPIO_PIN_2);//内侧红外对管    检测到为0

  if(IO_flag == NONE){ 

    if(IrDA_OUT == 0 && IrDA_IN != 0) { IO_flag = IN; }

    else if(IrDA_OUT != 0 && IrDA_IN == 0) { IO_flag = OUT; }  //进出门 标志位

  }

  if(IO_flag == IN){  

    if( (IrDA_OUT != 0 && IrDA_IN == 0 ) ||(IrDA_OUT == 0 && IrDA_IN == 0 )) { status = 2; }

  }

  else if(IO_flag == OUT){

    if( (IrDA_OUT == 0 && IrDA_IN != 0 ) ||(IrDA_OUT == 0 && IrDA_IN == 0 )) { status = 4; }

  }

  else {status = 0;}

  if(status == 2){

    UART1_SendString(IN_CMD,sizeof(IN_CMD));

    People_num++;

    status=0;

    IO_flag=NONE;

  }

  if(status == 4){

    UART1_SendString(OUT_CMD,sizeof(OUT_CMD));

    if(People_num==0){People_num=0;}

    else{People_num--;}

    status=0;

    IO_flag=NONE;

  }

  OLED_ShowNum(96,6,People_num,2,16);//显示人数

}

3.效果展示

1）实物电路顶层图

2）实物电路底层图

3）.防水盒内部图

4）整体效果图

防误关闭设计

屏幕旁的小孔为电源开关【用一个小棍[例如小螺丝刀]伸入即可做到开关总电源】

可玩性

预留五个调试按键，可改装为音乐播放器【已成功】

改装功能为：①可上下切歌 /②可调节音量大小/③在屏幕显示音量与当前歌名

不过音质较差需要优化音频运放电路