基于单片机的电子时钟6位LED数码管显示.pdfVIP

数码管显示电子时钟设计 一•功能要求 1•数字电子时钟最主要是LED数码管显示功能，以24小时为一个周期，显示时 间时、分、秒。 2.具有校时功能，可以对时、进行单独校对，使其校正到标准时间。 二•方案论证 1.数字时钟方案 数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。 方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A 该芯片部采用 石英 O 晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直 接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网 电压不足或 突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片部包含锂电池。当电网电 压不足或突然 掉电时，系统自动转换到部锂电池供电系统。而且即使系统不上电, 程序不执行时， 锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。 方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机部存储器设三 个 字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中 断，每 产生一次中断，存储器相应的秒值加 1;若秒值达到60,则将其清零，并 将相应的分 字节值加 1;若分值达到60,则清零分字节，并将时字节值加1;若 时值达到24,则将 十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次 执行程序时，定时器都要 重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序 不执行时，时钟将不工作。 基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。 2.数码管显示方案 方案一：静态显示。所谓靜态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极 管恒 8 定的导通或截止。该方式每一位都需要一个 位输出口控制。静态显示时较小的电流 能获得较 I/O 高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的 口太多，造成了资源 的浪费。 方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每 一 位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证 扫描 速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时 间的比 例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了 I/O 口，降低了能耗。 从节省 I/O 口和降低能耗出发，本设计采用方案二。 3. 计时方案 利用 AT89S51 单片机部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、 分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断 及 程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而 对学 好单片机技术这门课程起到一定的作用。 4. 控制方案 AT89S51 的P0 口和P2 口外接由八个LED 数码管(LED8 LED1)构成的显示器， 用 P0 口作LED 的段码输出口，P2 口作八个LED 数码管的位控输出线，P1 口外接 四 个按键 A、B、C 构成键盘电路。 AT89S51 是一种低功耗，高性能的 CMOS 8位微型计算机。它带有 8K Flash 可编 程和擦除的只读存储器 (EPROM),该器件采用 ATMEL 的高密度非易失性存 储器技术制 造，与工业上标准的 80C51 和 80C52 的指令系统及引脚兼容，片 Flash 集成在一个芯 片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不 复杂，采用其现有 的 I/O 便可完成，所以本设计中采用此的设计方案。 三•系统硬件电路的设计 根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块：单片机 模 块、数码显示模块与按键模块，模块之间的关系图如下面得方框电路图 1 所示 1 1 图 硬件电路方框图 1.单片机模块设计 1. 1 芯片分析 AT89C51