【文章內(nèi)容簡介】 鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本時鐘系統(tǒng)的的實際應(yīng)用中一定要正確的選擇參數(shù) （ 30? 3 PF） ，并保證對稱性（盡可能匹配），選用正牌廠家生產(chǎn)的瓷片或云母電容，如果可能的話，溫度系數(shù)要盡可能地低。實驗表明，這兩個電容元件對時鐘的 ? 走時誤差有很大的關(guān)系。 基于單片機的液晶屏顯示的電子時鐘設(shè)計 3 圖 2 系統(tǒng)時鐘電路 復(fù)位電路 隨著微電子技術(shù)的的飛速發(fā)展，單片機的性能迅速提高，在運算 .邏輯控制 .智能化方面顯示出非凡的優(yōu)勢 ,在很大程度上取代了原來由數(shù)字邏輯電路 .運算放大電路組成的檢測 .控制電路 ,應(yīng)用非常廣泛。但由于它存在著死機 .程序跑飛等致命缺陷 ,使它在許多重要場合的應(yīng)用受到限制。在抗干擾方面的許多技術(shù)，比如設(shè)計軟件陷阱 .加硬件看門狗電路等 ,可使這一問題有較好的解決 ,但仍然存在以下問題 :1 看門狗動作時 ,意味著已經(jīng)出現(xiàn)了錯誤 ,且運行了一段時間 ,這在有 些場合是不允許的 。2 有時程序出現(xiàn)死循環(huán)錯誤 ,但是剛好把看門狗控制環(huán)節(jié)包含進去 ,對于這樣的錯誤采用看門狗無法識別 。3 在檢測控制周期比較長的系統(tǒng)中 ,單片機花大量時間等待外設(shè) ,執(zhí)行等待命令的同時會受到干擾。針對這些情況，我們在實踐中嘗試了主動復(fù)位的辦法，采用等間隔的脈沖或根據(jù)外部條件對單片機進行復(fù)位喚醒。每次復(fù)位后，單片機執(zhí)行相應(yīng)的程序，執(zhí)行完任務(wù)后及時進入休眠，等待下次復(fù)位。用此方法較好地解決了上述問題，并在農(nóng)用變壓器綜合保護器實驗中得到了較好的效果。下面以 51 系列單片機為例探討具體原理與實現(xiàn)方法，復(fù)位信號 為高電平。 本設(shè)計采用的是電復(fù)位方式。 RC 復(fù)位電路的實質(zhì)是一介充放電電路，現(xiàn)綜合圖 3 說明這種復(fù)位電路的特點。系統(tǒng)上電時該電路提供有效的復(fù)位信號 RST（高電平）直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤消復(fù)位信號（低電平）。理論上說， 51 系列單片機復(fù)位引腳只要外加 2 個機器周期的有效信號即可復(fù)位，即只要保證t=RC2M(機器周期 )便可 ,但實際設(shè)計中 ,通常取 C1=10uf 以上 ,R1 通常取 10K左右。實踐發(fā)現(xiàn) R1 如果取值太小，例如 1K，則會導(dǎo)致 RST 信號驅(qū)動能力變差基于單片機的液晶屏顯示的電子時鐘設(shè)計 4 而無法使系統(tǒng)可靠復(fù)位。圖 3 中的虛線所接的續(xù)流二極管 D1 對于改善復(fù)位 性能，其著重要作用，它的作用是在電源電壓瞬間下降時使電容迅速放電，因此一定寬度的電源毛刺（如波形中的 A 點）也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C33 3 P FR11 0 k 圖 3 RC 復(fù)位電路 LCD 顯示電路 本設(shè)計采用的 LCD 液晶顯示器來顯示時鐘的時間。液晶顯示器是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實現(xiàn)色彩的顯示器。由于通過控制是否透光來控制亮與暗，當(dāng)色彩不變時，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。對于畫面穩(wěn)定 .無閃爍感的液晶顯示器 ,刷新率不高但圖象也很穩(wěn)定。 LCD 顯示器還通過液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正 的完全平面。一些高檔的數(shù)字 LCD 顯示器采用了數(shù)字方式傳輸數(shù)據(jù) .顯示圖象 ,這樣就不會產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。完全沒有輻射的優(yōu)點，即使長時間觀看 LCD 顯示器屏幕也不會對眼睛造成很大的傷害。 LCD 顯示器的工作原理 ： LCD 由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約 1mm，其間由包含有液晶材料的 5um 均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示器兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一 層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液基于單片機的液晶屏顯示的電子時鐘設(shè)計 5 晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極之間分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶的材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng) LCD 中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)律的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 圖 4 LCD 液晶顯示 AT89C52 單片機芯片 本設(shè)計采用的 AT89C52 單片機芯片來實現(xiàn)電子鐘的設(shè)計的。 AT80C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。 AT89C52 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。如下圖所示： X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427UA T 8 9 C5 2圖 5 基于單片機的液晶屏顯示的電子時鐘設(shè)計 6 AT89C52 單片機芯片的主要特征有：與 MCS51 兼容， 4K字節(jié)可程閃爍存儲，數(shù)據(jù)保留時間長達十年，內(nèi)含有 128*8 位內(nèi)部 RAM， 32 可編程 I/O 線，兩個 16 位定時器 /計數(shù)器， 5 個中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩 器和時鐘電路。 AT89C52 單片機芯片還具有鎮(zhèn)蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 AT89C52 單片機芯片管腳說明： VCC：供電電壓； GND： 接地 ； P0 口： P0 口為一個 8 位漏極開路雙向 I/O，每腳可吸收 8TTL 門電源； P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻 的 8 位雙向 I/O口， P1 口緩沖器能接收輸入 4TTL 門電流； P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收輸出 4 個 TTL 的門電流； P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸 出 4 個 TTL 門電流；當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ TTL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可以作為AT89C52 的一些特殊功能口。 基于單片機的液晶屏顯示的電子時鐘設(shè)計 7 3 軟件設(shè)計 本設(shè)計采用中斷方式進行設(shè)計程序的，在中斷中應(yīng)注意的問題： 采用中斷的方式，最好將定時器中斷的優(yōu)先級設(shè)置為最高層，關(guān)于程序數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性應(yīng)注意兩個問題：一、在低優(yōu)先級中斷響應(yīng)時 ,應(yīng)在入棧保護數(shù)據(jù)時禁止高優(yōu)先級的中斷響應(yīng) 。二、在入棧保護有關(guān)數(shù)據(jù)后 ,對中斷程序執(zhí)行有響應(yīng)的狀態(tài)圖 ,寄存器 ,必須恢復(fù)為復(fù)位狀態(tài)的值。例如，在以下程序中，由于用到了十進制調(diào)整，所以在中斷進入時，將 PSW 中的 AC， CY 位清零