单片机数字时钟设计方案文档十五.doc

单片机多功能数字时钟的设计 引言 现代社会科技飞速发展，人们生活节奏加快，时间就是金钱，时间就是生命。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多输入输出口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而52 单片机是51单片机的升级版，功能更强大。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。—23时59分59秒 3．当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能 4．具有定时功能，定时时间到，蜂鸣器响 三、方案设计与论证： 总体分析：电子时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，主要有时钟运算模块、校时模块和显示模块组成。其中校时模块和时钟运算模块对时、分、秒的数值进行操作。本多功能数字时钟采用单片机内部的定时器不断地进行中断实现定时功能，通过软件计数和软件译码，以动态扫描的方式将时间显示在数码管上。通过按键的检测可以控制单片机的相应动作，来达到调时的目的。 总体方案及简要论证：本多功能数字时钟以AT89S52单片机为核心器件设计，电路原理图见附图（1）。系统由AT89S52单片机、锁存器74HC573、LED数码管、按键、蜂鸣器等部分构成，能实现比较精确地走时、时间的调整等功能。 1）、运算模块：秒信号由单片机内部的定时器产生。每次定时器的定时时间为250μs,对中断进行计数，当实现4000次中断时为1S，秒加1，当秒计数达到60时，秒清零，分加1，当分计满60清零，时加1，当时计满24时，时清零。 2）、校时模块：本数字时钟对时、分、秒的调节功能集中于S1、S2、S3三个按键上，按键按下一次，对应的数值加1。 3）、定时模块：当分计数至60时，调用报时程序，蜂鸣器发出声音。 4）、显示模块：显示部分硬件用六只共阴极的数码管显示。为了节省单片机的IO口，通常采用动态扫描的显示方法，将每个数码管的同名段连在一起，分6次向数码管写数据，每次对6个数码管写相同的数据，每次选通一个数码管，完成扫描，通过调整、缩短扫描的时间，由于人眼的视觉暂留作用，使得人们看起来就像同时显示一样，以达到动态显示的目的 5）、组成框图如图所示： 四、系统的设计 （一）系统的的硬件设计： 1．电源电路： 电源是单片机系统的重要组成部分，他不仅为系统提供多路电压源还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。89S52单片机和一般的数字芯片一样，都是5V电压供电，所以可以共用一个5V电源。另外，为了提高 电源的稳定性，在离电源的最近处做好退耦处理，即用一个0.1UF和一个10UF电容，以滤去干扰，保证电源的稳定。 2．数码管显示电路： 要同时使得6个数码管点亮，所需的IO口是很多的。为了节省单片机的IO口，通常采用动态扫描的显示方法，将每个数码管的同名段连在一起，分6次向数码管写数据，每次对6个数码管写相同的数据，每次选通一个数码管，完成扫描，通过调整、缩短扫描的时间，由于人眼的视觉暂留作用，使得人们看起来就像同时显示一样，以达到动态显示的目的。如图（3）所示。 图（3） 本电路采用7段共阴极数码管 3．锁存器74HC573： 74HC573包含八路D 型透明锁存器，每个锁存器具有独立的D 型输入，以及适用于面向总线的应用的三态输出。所有锁存器共用一个锁存使能（LE）端和一个输出使能（OE）端。Dn：第n路输入数据; On：第n路输出数据;当LE为高时，数据从Dn输入到锁存器，在此条件下，锁存器进入透明模式