1、-PAGE . z- - - .總結(jié)資料畢業(yè)論文 科* 08040202151院系 計(jì)算機(jī)應(yīng)用系專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí) 08級(jí)電子02班導(dǎo)師 建林畢數(shù)字電子時(shí)鐘摘 要20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的開展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的開展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。現(xiàn)代生活的人們?cè)絹碓街匾暺鹆藭r(shí)間觀念，可以說是時(shí)間和金錢劃上了等號(hào)。對(duì)于那些對(duì)時(shí)間把握非常嚴(yán)格和準(zhǔn)確的人或事來說，時(shí)間的不準(zhǔn)確會(huì)帶來非常大的麻煩，所以以數(shù)碼管為顯示器的時(shí)鐘比指針式的時(shí)鐘表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢(shì)。數(shù)碼管顯示的時(shí)間簡(jiǎn)單明

2、了而且讀數(shù)快、時(shí)間準(zhǔn)確顯示到秒。而機(jī)械式的依賴于晶體震蕩器，可能會(huì)導(dǎo)致誤差。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)、“分、“秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式機(jī)械鐘。在這次設(shè)計(jì)中，我們采用LED數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，以24小時(shí)計(jì)時(shí)方式，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來進(jìn)展顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時(shí)器計(jì)數(shù)。在此次設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的其本功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。數(shù)字鐘是其小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣闊消費(fèi)的喜愛，因此得到了廣泛的使用。關(guān)鍵字：數(shù)字電子鐘 單片機(jī) LED顯示 時(shí)鐘誤差-. z目 錄 TOC o 1-2 h z u HY

3、PERLINK l _Toc291069320目錄 PAGEREF _Toc291069320 h 1HYPERLINK l _Toc291069321第一章緒論P(yáng)AGEREF _Toc291069321 h 2HYPERLINK l _Toc2910693221.1數(shù)字電子鐘的背景 PAGEREF _Toc291069322 h 2HYPERLINK l _Toc2910693231.2數(shù)字電子鐘的意義 PAGEREF _Toc291069323 h 2HYPERLINK l _Toc2910693241.3數(shù)字電子鐘的應(yīng)用 PAGEREF _Toc291069324 h 2HYPERLIN

4、K l _Toc291069325第二章整體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc291069325 h 3HYPERLINK l _Toc2910693262.1 單片機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc291069326 h 3HYPERLINK l _Toc2910693272.2 單片機(jī)的根本構(gòu)造 PAGEREF _Toc291069327 h 4HYPERLINK l _Toc291069328第三章數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc291069328 h 6HYPERLINK l _Toc2910693293.1 部系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc291069329 h 6HY

5、PERLINK l _Toc2910693303.2 LED顯示電路 PAGEREF _Toc291069330 h 8HYPERLINK l _Toc2910693313.3 鍵盤控制電路 PAGEREF _Toc291069331 h 10HYPERLINK l _Toc291069332第四章數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc291069332 h 12HYPERLINK l _Toc2910693334.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 PAGEREF _Toc291069333 h 12HYPERLINK l _Toc2910693344.2 數(shù)字鐘的原理 PAGEREF _Toc29

6、1069334 h 15HYPERLINK l _Toc2910693354.3LED顯示程序 PAGEREF _Toc291069335 h 16HYPERLINK l _Toc291069336第五章調(diào)試與功能說明 PAGEREF _Toc291069336 h 17HYPERLINK l _Toc291069337參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc291069337 h 17HYPERLINK l _Toc291069338總結(jié) PAGEREF _Toc291069338 h 18HYPERLINK l _Toc291069339致 PAGEREF _Toc291069339 h 18第

7、一章 緒論1.1數(shù)字電子鐘的背景20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的開展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的開展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 時(shí)間對(duì)人們來說總是則珍貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向開展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路裝化等幾個(gè)方面開展。下面是單片機(jī)的主要開展趨勢(shì)。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義

8、還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大局部功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。1.2數(shù)字電子鐘的意義數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì).時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,廣泛用于個(gè)人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的開展和石英晶體振蕩器的廣

9、泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大擴(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)播送、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為根底的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。1.3數(shù)字電子鐘的應(yīng)用數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的開展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便

10、等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。第二章 整體設(shè)計(jì)方案2.1 單片機(jī)的選擇單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，部包含有計(jì)算機(jī)的根本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過1、2、3、3代的開展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)I/O功能及較好的構(gòu)造兼容性方向開展。其開展趨勢(shì)不外乎以下幾個(gè)方面：1、多功能單片機(jī)中盡可能地把所

11、需要的存儲(chǔ)器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比方A/D、PWM、PCA可編程計(jì)數(shù)器陣列、WDT監(jiān)視定時(shí)器看家狗、高速I/O口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比擬邏輯等。有的單片機(jī)針對(duì)*一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動(dòng)器也開場(chǎng)集成在8位單片機(jī)中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開場(chǎng)使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；

12、同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片ROMFLASH和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開場(chǎng)使用高級(jí)語(yǔ)言如C語(yǔ)言來開發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改良和擴(kuò)大功能。3、低電壓和低功耗單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作1.2V或0.9V，功耗已經(jīng)降低到uA級(jí)。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的時(shí)間。4、低價(jià)格單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是

13、本錢的降低。目前世界各大公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。目前，我國(guó)生產(chǎn)很多型號(hào)的單片機(jī)，在此，我們采用型號(hào)為STC89C52的單片機(jī)。因?yàn)椋篠TC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-52指令系統(tǒng)，片置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52提供了高性價(jià)比的解決方案。STC89C52是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙

14、向輸入/輸出I/O端口，同時(shí)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，STC89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)展編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)本錢。2.2 單片機(jī)的根本構(gòu)造MCS-52單片機(jī)部構(gòu)造 8052單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼

15、，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)8052部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用存放器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用存放器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖2-1 單片機(jī)8052的部構(gòu)造程序存儲(chǔ)器(ROM)：8052共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8052有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I

16、/O)口：8052共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8052置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8052具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。時(shí)鐘電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)的構(gòu)造有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)構(gòu)造，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的構(gòu)造，即普林斯頓(Princeton)構(gòu)造。INTEL的MCS-52

17、系列單片機(jī)采用的是哈佛構(gòu)造的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓構(gòu)造。下列圖是MCS-52系列單片機(jī)的部構(gòu)造示意圖。圖2-2 MCS-52系列單片機(jī)的部構(gòu)造第三章 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì)3.1 部系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.外接晶體引腳圖3-2 晶振連接的部、外部方式圖*TAL119*TAL218 *TAL1是片振蕩器的反相放大器輸入端，*TAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到*TAL1，而*TAL2懸空。部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用

18、的部方式，即利用芯片部的振蕩電路。AT89單片機(jī)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳*TAL1和*TAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反應(yīng)元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反應(yīng)回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的上下、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇瓷電容，電容值約為22F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地

19、工作。2. 復(fù)位RST9在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期24個(gè)振蕩周期以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能存放器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開場(chǎng)運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。片復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22F，

20、Rs約為200，Rk約為1K。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)部RAM有所影響。常用的復(fù)位電路如下列圖所示：圖3-3 常用復(fù)位電路圖3.輸入輸出引腳(1) P0端口P0.0-P0.7 P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1對(duì)端口寫1時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL。對(duì)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，期間部的上拉電阻起作用。(2) P1端口P1.0P1.7 P1是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，部上拉電阻將端口拉到高電平

21、，作輸入用。對(duì)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息。(3) P2端口P2.0P2.7 P2是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。在外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的容在此期間不會(huì)改變。(4) P3端口P3.0P3.7 P2是一個(gè)帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外

22、P3端口還用于一些專門功能，具體請(qǐng)看下表。P3引腳兼用功能P3.0串行通訊輸入R*DP3.1串行通訊輸出T*DP3.2外部中斷0 INT0P3.3外部中斷1INT1P3.4定時(shí)器0輸入(T0)P3.5定時(shí)器1輸入(T1)P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通WRP3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通RD表3-1P3端口引腳兼用功能表3.2 LED顯示電路顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下列圖所示。圖3-4 LED顯示器的符號(hào)圖發(fā)光二極管LED

23、由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件半導(dǎo)體顯示器。分段式顯示器LED數(shù)碼管由7條線段圍成8字型，每一段包含一個(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號(hào)。LED數(shù)碼管有共陽(yáng)、共陰之分。顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間,即時(shí)、分、秒，因此需要6個(gè)數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來顯示橫。采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如下列圖所示，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼

24、管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對(duì)于多位LED顯示器，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)展顯示，其硬件連接方式如下列圖所示。圖3-6 數(shù)碼管的硬件連接示意圖數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA每段 10mA；動(dòng)態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA數(shù)碼管使用考前須知說明：數(shù)碼管外表不要用手觸摸，不要用手去弄引角；焊接溫度：度；焊接時(shí)間：外表有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。3.3 鍵盤控制電路該設(shè)計(jì)需要校對(duì)時(shí)間，所以用三個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)。

25、按khour來調(diào)節(jié)小時(shí)的時(shí)間，按 kmin來調(diào)節(jié)分針的時(shí)間，按 ksec來調(diào)節(jié)秒的時(shí)間。下列圖是按鍵硬件連接圖。圖3-7 按鍵控制電路的硬件連接圖當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，如圖3-8所示，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也回會(huì)出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通常總是不大于10ms。很容易想到，抖動(dòng)問題不解決就會(huì)引起對(duì)閉合鍵的識(shí)別。用軟件方法可以很容易地解決抖動(dòng)問題，這就是通過延遲10ms來等待抖動(dòng)消失，這之后，在讀入鍵盤碼。鍵按下前沿抖動(dòng)后沿抖動(dòng)閉合穩(wěn)定圖3-8 按鍵抖動(dòng)信號(hào)波形第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

26、也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件完成各種實(shí)質(zhì)性功能的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問題：1根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為假設(shè)干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的局部，設(shè)計(jì)出合理的總體構(gòu)造，使軟件開發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理；2培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、，又便于移植和修改；3建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取適宜的參數(shù)；4繪制程序流程圖；5合理分配系統(tǒng)資源；6為程序參加注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程；7注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用到很多子

27、程序，它們的流程圖如下所示。開場(chǎng)啟動(dòng)定時(shí)器按鍵檢測(cè)時(shí)間顯示主程序是先開場(chǎng)，然后啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器啟動(dòng)后在進(jìn)展按鍵檢測(cè)，檢測(cè)完后，就可以顯示時(shí)間。圖4-1 主程序流程圖按鍵處理是先檢測(cè)秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加1；如果沒有按下，就檢測(cè)分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加1；如果沒有按下，就檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下，時(shí)就加1；如果沒有按下，就把時(shí)間顯示出來。NYNYNY時(shí)加1顯示時(shí)間完畢開場(chǎng)秒按鍵按下.秒加1分按鍵按下.分加1時(shí)按鍵按下.圖4-2 按鍵處理流程圖定時(shí)器中斷時(shí)是先檢測(cè)1秒是否到，1秒如果到，秒單元就加1；如果沒到，就檢測(cè)1分鐘是否到，1分鐘如果到，分單元就加1

28、；如果沒到，就檢測(cè)1小時(shí)是否到，1小時(shí)如果到，時(shí)單元就加1，如果沒到，就顯示時(shí)間。N24小時(shí)到.分單元清零，時(shí)單元加1NNNYY時(shí)單元清零時(shí)間顯示中斷返回開場(chǎng)一秒時(shí)間到.60秒時(shí)間到.60分鐘到.秒單元加1秒單元清零，分單元加1YY 圖4-3 定時(shí)器中斷流程圖時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。時(shí)十位計(jì)算顯示完畢開場(chǎng)秒個(gè)位計(jì)算顯示秒十位計(jì)算顯示分個(gè)位計(jì)算顯示分十位計(jì)算顯示時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示圖4-4 時(shí)間顯示流程圖4.2 數(shù)字鐘的原理數(shù)字電子鐘是一個(gè)將“時(shí)，“分，“秒顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周

29、期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒，另外還有校時(shí)功能。因此，一個(gè)根本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時(shí)，“分，“秒和單片機(jī)，還有校時(shí)電路組成。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒單元，“秒單元采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖信號(hào)，該信號(hào)將作為“分單元的時(shí)鐘脈沖。“分單元也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)單元。“時(shí)單元采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。顯示電路將“時(shí)、“分、“秒通過七段顯示器顯示出來。校時(shí)電路時(shí)用來對(duì)“時(shí)、“分、“秒顯示數(shù)字進(jìn)展校對(duì)調(diào)整，按一下ksec,秒單元就加1 ，按一下km

30、in,分就加1，按一下khour，時(shí)就加1。4.3LED顯示程序-. zvoid display() if(num=20) num=0; sec+; if(sec=60) sec=0; min+; if(min=60) min=0; hour+; if(hour=24) hour=0; min=0; sec=0; secge=sec%10; secshi=sec/10; minge=min%10; minshi=min/10; hourge=hour%10; hourshi=hour/10; P2=0*fe; P0=tablesecge; delay(5); P2=0*fd; P0=table

31、secshi; delay(5); P2=0*fb; P0=0*40; delay(5); P2=0*f7; P0=tableminge; delay(5); P2=0*ef; P0=tableminshi; delay(5); P2=0*df; P0=0*40; delay(5); P2=0*bf; P0=tablehourge; delay(5); P2=0*7f; P0=tablehourshi; delay(5);-. z第五章調(diào)試與功能說明時(shí)間是一個(gè)根本物理量，具有連續(xù)、自動(dòng)流逝、不重復(fù)等特性。我國(guó)時(shí)間基準(zhǔn)來自國(guó)家授時(shí)中心，人們?nèi)粘Ｊ褂玫臅r(shí)鐘就是以一定的精度與該基準(zhǔn)保持同步的。結(jié)合時(shí)間概念和誤差理論，可以定義電子鐘的走時(shí)誤差S=S1-S2,S1表示程序?qū)嶋H運(yùn)行計(jì)算所得的秒；S2表示客觀時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)秒。S0時(shí)表示電子鐘秒單元數(shù)值刷新滯后，即走時(shí)誤差為“慢；反之，S0表示秒單元數(shù)值的刷新超前，即