基于51單片機(jī)的電子時鐘設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-11 15:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 效，但是在顯示時對于 共陽極接法，會是數(shù)碼管在不需要工作時 依然工作，所以在使用數(shù)碼管時，一般采用共陰極接法 LED 顯示分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式 ① 靜態(tài)顯示 ： 靜態(tài)顯示占用 CPU 時間短，顯示簡單、穩(wěn) 定，但當(dāng)顯示位數(shù)較多 時，占用接口資源多。 動態(tài)顯示接口電路較簡 單 ， 但占用 CPU 時間， 顯 13 示 亮 度較靜態(tài)顯示差， 一般說，顯示位數(shù)較多時，采用 動態(tài)或串并轉(zhuǎn)換；顯示位數(shù)較少時，采用靜態(tài)顯示方式。選用共陰極 LED，將共陰極點連接在一起接地，每一位的段選線與一 個 8 位并行口相 連，只要將要顯示的字符的字型碼送 至并行口鎖存， LED 顯示器上便立即顯示出該字符，直到 CPU 送來一個新的字型碼為止，由于靜態(tài)顯示每位數(shù)碼管均 有獨立的段選碼，耗電量大，硬件多。 ② 動態(tài)顯示 ： 將各位數(shù)碼管的段并聯(lián)接在一起，由 P1 口控制（字型口） ，每一個數(shù)碼管的共陰極（共陽極）接到 、 作為 位選信號。雖說要顯示的字型碼通過 P1 口同時送到了每一個數(shù)碼管，但它們不 會同時顯示同一個字符，只有控制共陰極（共陽極）的位選信號有效時，對應(yīng)的 數(shù)碼管才會顯示相應(yīng)字符。這種由字型口控制要顯示字符的字形碼，依此循環(huán)選 通每位數(shù)碼 管的位選信號就得到了動態(tài)顯示效果。 它主要是利用人眼的視覺暫留 特性及數(shù)碼管得余光特性，看上去似乎是多位數(shù)碼管同時顯示。是當(dāng)顯示位數(shù)較 多時，節(jié)省硬件，接口電路簡單，但顯示占用 CPU 時間。 定時器 /計數(shù)器 T0 中斷服務(wù)程序 T0用于計時，選中方式一，重復(fù)定時，定時時間設(shè)為 50ms，定時時間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個計數(shù)器對 50ms 計數(shù)，計 20 次則對秒單元加一。秒單元加到 60 則對分單元加一，同時秒單元清 0；分單元加到 60 則對時單元加一，同時分單元清 0；時單元加到 24 則對時單元清 0，標(biāo)志一 天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把他們的值放到存儲器單元的指定位置。 74LS138 譯碼器 對 3個輸入信號進(jìn)行譯碼。得到 8個輸出狀態(tài)。 G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端， G2A,G2B 低電平有效。 G1 高電平有效。 A,B,C 為譯碼信號輸出端， Y0~Y7 為譯碼輸出端，低電平有效。 本實驗中用作位碼 譯碼器 選擇通過 A、 B、 C的輸入來選擇輸出 Y0~Y7，從而使得在數(shù)碼管上顯示出相應(yīng)的時間。 14 74LS47 芯片 74LS47芯片主要作為段碼譯碼器，把 用于將 BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù) 碼塊中的數(shù)字，然后我們就能看到從 09 的數(shù)字 ，通過 A、 B、 C、 D 四個選擇輸入端來組合相應(yīng)的 BCD 碼，來使輸出 09的數(shù)字顯示于數(shù)碼管。 電子時鐘校時 定義三個按鍵時按鍵，分按鍵，加 1鍵，用 8051 單片機(jī)的 、 、 相連接 ，保證芯片的正常工作，同時加上了限流電阻。 每個按鍵都是相互獨立的，在使用按鍵進(jìn)行調(diào)時間時，由于每個按鍵占用了一條 I/O 接口線，按鍵之間不會相互影響，按鍵工作以高、低電平狀態(tài)，通過采用 8051 單片機(jī)匯編語言的編程，軟件控制操作，在按鍵控制時，沒有按 鍵按下 15141312111097Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774L S1383645ABCG1G2AG2B121312111091514abcdefg74L S47ABCDBILTRBI7126453 15 則時鐘正常走下去，當(dāng)時按下時加 1 到 24 時時進(jìn)行清零，分按下時加 1 到 60時進(jìn)行清零，正常工作時，分和秒運行到 59時自動 跳轉(zhuǎn)為 00，然后在順序執(zhí)行。 五、電子時鐘的軟件部分 將程序以模塊方式分割成具有相應(yīng)功能的子程序，根據(jù)系統(tǒng)功能，合理安排主程序任務(wù)，中斷服務(wù)程序任務(wù) ， 程序有兩個分支 ： 參數(shù)整定及時鐘運行 。 程序流程圖： 16 時鐘電路工作工作原理 ： 電子時鐘各部分連接完畢后，接通電源，整個電路進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，然后對時鐘進(jìn)行調(diào)試狀態(tài)，通過按鍵操作和軟件程序的配合使用 ， 達(dá)到時間的調(diào)整和設(shè)定 ， 硬件電路完成后，通過匯編語言編寫的應(yīng)用程序，存儲于 8051 單片機(jī)的 ROM中，通過對 CPU 的調(diào)用，讀取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)中斷，計時，加 1等指令 。 晶振產(chǎn)生一個頻率脈沖， 系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 在整個電子時鐘電路中單片機(jī)主要分配各部分的運行，實現(xiàn)位碼段碼的選擇，以及數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)值，達(dá)到一個微型計算機(jī)的控制要求 ，控制時、分、秒各自的加 1 與程序循環(huán)達(dá)到一天 24 小時的計時 。 六、總結(jié) 經(jīng)過一段時間整理資料，把課程設(shè)計分成了硬件和軟件兩大模塊來 完成 電子時鐘電路 。 硬件部 分主要涉及的是簡單的按鍵、電容、電阻、晶振和數(shù)碼管。在軟件部分，細(xì)分為了按鍵模塊、顯示模塊、定時 /計數(shù)模塊，最后把幾個模塊整合在主程序模塊中，使得程序簡單明了。 整個設(shè)計過程中遇到的最大問題是軟件的 編寫，由于采用的是匯編語言 其間 使用到的各種寄存器、存儲器地址、變量很多，很難對程序的整體把握。通過電子鐘的設(shè)計，對單片機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、外圍電路進(jìn)一步的了解。 通過對電子時鐘的設(shè)計，使本組同學(xué)把單片機(jī)應(yīng)用于實際生活當(dāng)中，讓我們感覺到單片機(jī)的應(yīng)用廣泛，經(jīng)過這次課程設(shè)計，讓我們更加清晰的了解單片機(jī)，同時也鍛煉了 我們的團(tuán)隊合作精神， 也是讓我們能力的一種提升。 七、參考文獻(xiàn) [1]《單片機(jī)原理與應(yīng)用 技術(shù) 》 王豐 欒學(xué)德 ，北京航空航天大學(xué)出版社， 2021。 [3]《 電子技術(shù) 》 劉阿玲 北京理工大學(xué)出版社， 2021 17 八、附錄 附錄一 時鐘電路設(shè)計電路圖 時鐘 分鐘 秒鐘100 Ω 7D6 D5 D4 D3 D2 D1100Ω715141312111097Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71312111091514abcdefg123456781011121314151617P10P11P12P13P14P15P16P17RES ETX2 EA /VPP37P37P35P34P33P32P31P309P3718X2C1C219X12022 .1 184M3938373635343332P00P01P02P03P04P05P06P07402122232425262728P
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