基于单片机的数码管电子时钟设计.ppt

基于单片机的数码管电子时钟 主要内容 第1章 概述 第2章 课题研究的方案 第3章 数码管电子时钟硬件系统设计 第4章 原理图及PCB图 第5章 程序流程图 第1章 概 述 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法。本设计主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89S51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。 第2章 课题研究的方案 2.1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：本方案采用简单的逻辑芯片实现数字电子时钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲，用74LS160（10进制计数器）74LS00（与非门芯片）等连接成60和24进制的计数器，再通过七段数码管显示，构成了简单的数字电子钟。 方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内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，存储器内相应的秒值加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。 2.2 数码管显示方案 方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O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。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。 第3章 数码管电子时钟硬件系统设计 3.1系统整体方案设计 利用单片机（AT89S51）制作简易电子时钟，由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。6个PNP管（9012）分别控制六个数码管的亮灭，两个按键用于时间调整。 3.2系统硬件组成 根据系统框图和设计方案本文硬件电路主要分为五个部分：第一部分为以AT89S51单片机为核心的控制模块；第二部分是复位电路；第三部分位选部分，用以对显示部分的选通；第四部分为由LED数码管和发光二极管组成的显示模块；第五部分是按键部分，用来对时钟进行调时；第六部分为电源部分，为系统提供电源如图3-1所示。 图3-1 3.3模块设计 3.3.1控制部分 MCS-51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件构成震荡时钟电路。外接晶体以及电容C1和C2构成并联谐振电路接在放大器的反馈回路中。对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性，起振的快速性和温度的稳定性，警惕频率可在1.2MHz-12MHz之间任选，电容C1和C2的典型值在20pF-100pF之间选择，考虑到本系统对于外接晶体频率稳定性要求不高，所以采取比较廉价的11.0592MHz陶瓷谐振器，根据调试电容选择30pF。 外部振荡电路单片机必须在