【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所有 8 位段皆由一個(gè) I/O 口控制，因此，在每一瞬間， 8 位 LED 會(huì)顯示相 同的 字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法流點(diǎn)亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制 I/O 口輸出相應(yīng)字符段選碼（字型碼），而位選則控制 I/O 口在該顯示位送入選通電平（因?yàn)?LED 為共陰，故應(yīng)送低電平），以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示字符。在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制。而共陰（共陽(yáng)）極公共端分別由相應(yīng)的 I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。段選碼，位選碼每送入一次后延時(shí) 1MS，因人的視覺暫 留時(shí)間為 （ 100MS），所以每位顯示的時(shí)間不能超過 20MS，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描方式。 圖四 上面這個(gè)只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽(yáng)極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。 . 數(shù)碼管使用條件： 1. 段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 2. 使用電壓：段：根據(jù)發(fā) 光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 10 3. 使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA。 . 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)： 1. 數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角 2. 焊接溫度： 260 度；焊接時(shí)間： 5S 3. 表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來(lái)。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 11 4 相關(guān)硬件的其他元器件的簡(jiǎn)介 晶體振蕩器簡(jiǎn)介 圖五 石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。 石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳 上，再加上封裝外殼就 構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）將石英晶體振蕩器分為 4 類：普通晶體振蕩（ SPXO），電壓控制式晶體振蕩器（ VCXO），溫度補(bǔ)償式晶體振蕩（ TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（ OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補(bǔ)償式晶體損振蕩（ DCXO）微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器（ MCXO）等等。 . 晶體振蕩器的應(yīng)用： 1. 通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。 2. 時(shí)鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，廣泛用于數(shù)字 電路中。 3. 微處理器用石英晶體諧振器。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 12 4. CTVVTR 用石英晶體諧振器。 5. 鐘表用石英晶體振蕩器。 電子電容器的標(biāo)識(shí) . 電容器標(biāo)識(shí)的方法： 1. 直標(biāo)法 將電容器的容量、耐壓及誤差直接標(biāo)注在電容器的外殼上，其中誤差一般用字母來(lái)表示。常見的表示誤差的字母有 J（177。 5%）和 K（177。 10%）等。例如： 47nJ100 表示容量為 47nF 或 F，誤差為177。 5%，耐壓為 100V。 當(dāng)電容器所標(biāo)容量沒有單位時(shí)，在讀其容量時(shí)可按如下原則： A. 容量在 1104 之間時(shí)，讀作皮法。例如： 470 讀作 470pF。 B. 容量大于 104 時(shí)，讀作微法。例如 ： 22022 讀作 F。 2. 數(shù)碼法 用三位數(shù)字來(lái)表示容量的大小，單位為 pF。前兩位為有效數(shù)字，第三位表示倍率，即乘以 10I， I 的聚會(huì)范圍是 1~9，其中 9 表示 101。例如：333 表示 33000pF 或 F； 229 表示 。 3. 色標(biāo)法 這種表示方法與電阻器的色環(huán)表示方法類似，其顏色所代表的數(shù)字與電阻色環(huán)完全一致，單位為 pF。 除了以上表示方法外，電容的容量還有其他表示方法。例如： 01 表示 1μ F； 220MFD 表示 220μ F； R22 表示 F（用 R 表示小數(shù)點(diǎn)）。 電容的種類也很多，為 了區(qū)別開來(lái)，也常用幾個(gè)拉丁字母來(lái)標(biāo)識(shí)電容器的類別 和容量標(biāo)識(shí)。 . 常用電容的幾項(xiàng)特性： 電容種類、容量范圍、直流工作電壓、運(yùn)用頻率、準(zhǔn)確度、漏電電阻 . 電容容量的標(biāo)注及使用常識(shí)： 通常在容量小于 10000pF 的時(shí)候，用 pF 做單位，而且用簡(jiǎn)標(biāo)，如 1000PF 標(biāo)為 1010000PF 標(biāo)為 103，大于 10000pF 的時(shí)候，用 uF 做單位。為了簡(jiǎn)便起見，大于 100pF 而小于 1uF 的電容常常不注單位。沒有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是 pF，有小數(shù)點(diǎn)的，它的單位是 uF。例如， 3300 就是 3300pF也可以是 332， 就是 等。注：象剛才的簡(jiǎn)標(biāo)常用于以 PF 為單位 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 13 的電容，如 1000pf 就是 10X102 標(biāo)為 10 和 2 即 102， 10000 當(dāng)然是 104 了，3300 則為 332。 電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的 倍。使用電解電容的時(shí)候，還要注意正負(fù)極不要接反。 不同電路應(yīng)該選用不同種類的電容?？窕芈房梢赃x用云母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、云母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒 有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象，并且核對(duì)它的電容值。安裝的時(shí)候，要使電容的標(biāo)識(shí)、類別、容量、耐壓等。容量單位 CAPACITANCE UNIT 1 Farad=1,000 Milli Farad(mF) 1 mF=1,000 Micro Farad (MFD,μ F) 1 μ F=1,000 Nano Farad(nF) 1 nF=1,000 Pico Farad(pF) 容量誤差符號(hào)： B C D F G H I J K M N V Z 誤差 % 177。 177。 177。 177。 177。 177。 177。 177。 177。 10 177。 20 177。 30 +20 10 +80 20 電阻的選用簡(jiǎn)介 電阻器 (resistor): 是 用導(dǎo)體制成具有一定阻值的元件 .電阻是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì) ,與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān) . . 作用 : 主要職能就是阻礙電流流過 ,應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載與電容配合作濾波器及阻匹配等 .數(shù)字電路的輸出端經(jīng)常要使用“上拉”電阻和“下拉”電阻?！吧侠彪娮璧囊欢私釉陔娐返妮敵龆?，另一端接在電源上 (無(wú)論使用正電源還是負(fù)電源，叫法相同 )；“下拉”電阻的一端接在電路的輸出端，另一端接在參 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 14 考地 (GND)端。 我們知道，數(shù)字電路的輸出端一般都是三極管的集電極或場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，也可能是三極管的發(fā)射極或場(chǎng)效應(yīng)管的源極，為了增加使用上的靈活性，其輸出端是開路的 (這就是所謂的 OC或 OE輸出端 ),可直接驅(qū)動(dòng)電阻性負(fù)載 (可用多個(gè)電阻分壓，以便得到期望的信號(hào)幅度 )，驅(qū)動(dòng) LED顯示器更是其獨(dú)特的功能。 LED顯示器按接法上分兩類，一類是共陰接法，另一類是共陽(yáng)接法。 (請(qǐng)思考為什么 )共陰接法要用 OC端驅(qū)動(dòng)，而共陽(yáng)接法要用 OE端驅(qū)動(dòng)。 . 計(jì)算原則： 最大值的計(jì)算原則：要保證上拉電阻明顯小于負(fù)載的阻抗，以使高電平時(shí)輸出有效。 例如 ：負(fù)載阻抗是 10K，供電電壓是 5V，如果要求高電平不小于 ，那么，上拉電阻最大值 R大 :()=10:5 ， R大 =1K ， 也就是最大值 1k，（如果超過了 1k，輸出的高電平就小于 ） 最小值的計(jì)算原則：保證不超過管子的額定電流（如果不是場(chǎng)效應(yīng)管而是三極管也可依照飽和電流來(lái)計(jì)算） 例：管子的額定電流 150mA，放大倍數(shù) 100，基極限流電阻 10k，工作在 5v的系統(tǒng)中。那么，算法如下： Ib＝ U/R=()/10=(mA) Ic＝ 100*＝ 47mA 小于額定的 150，所以可以按飽和法來(lái)算最小值。 上拉電阻最小值 R?。?5v/47mA=106 歐姆 （如果小于這個(gè)電阻，管子就會(huì)過飽和而沒有意義了。如果大于這個(gè)值，管子的導(dǎo)體電阻就會(huì)變大一些，所以太高也不利于低電平的輸出） . 注意： 算出最大最小值后，一般是隨便選個(gè)中間值就可以了，例如本例子可以選 510歐姆的上拉電阻。但是，如果負(fù)載電流較大，低電平要求嚴(yán)格，那么就要選 100歐姆的上拉電阻。但是如果考慮省電因素，而低電平要求不嚴(yán)格，那么就可用 1K的上拉電阻了。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 15 5 電路 制作 原理 制作 分析 通常通過單片機(jī)設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘由 2 種方 法：一時(shí)通過單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器。采用軟件編程實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，一般稱為軟時(shí)鐘，這種方法硬件線路簡(jiǎn)單，程序比較復(fù)雜。系統(tǒng)的功能強(qiáng)大，功能步見集成在芯片內(nèi)需，自動(dòng)產(chǎn)生時(shí)鐘等相關(guān)功能。硬件成本較高，軟件編程較低。通常對(duì)時(shí)鐘精確度要求較高的場(chǎng)合。 數(shù)字 時(shí)鐘的系統(tǒng)軟件程序由主程序和子程序組成，主程序包含初始化參數(shù)設(shè)置，按鍵處理，數(shù)碼管顯示模塊等。在設(shè)計(jì)時(shí)候、各個(gè)模塊都采用自程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在主程序調(diào)用。由定時(shí)器，計(jì)數(shù)器采用中斷方式處理，因此還用辨析定時(shí)器，中斷服務(wù)子程序，在定時(shí)器，計(jì)數(shù)器中斷服務(wù)子程序中對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整。 主程序執(zhí)行流程圖 主程序先對(duì)現(xiàn)實(shí)單元和定時(shí)器計(jì)數(shù)器初始化，然后重復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當(dāng)有按鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 16 圖六 子程序流程圖： 開始 T0、方式 1 設(shè)為 16 位計(jì)數(shù)器模式 允許 T0 中斷，設(shè) 中斷次數(shù)位 10 次 清零計(jì)時(shí)單元 開中斷 啟動(dòng) T0 調(diào)用顯示子程序 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 17 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)置子程序初值 秒單元加 1 秒單元等于 60 6 六十6066060=60=60 秒單元清零 分單元加 1 分單元等于 60 6 六十6066060=60=60 分單元清零 時(shí)單元加 1 時(shí)單元等于 24 6 六十6066060=60=60 時(shí)單元清零 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) RET Y Y Y Y 1 秒時(shí)間到 6 六十6066060=60=60 N N N N 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 18 圖七（上頁(yè)圖） 中斷服務(wù)流程圖 ： 圖八 T0 中斷 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 20 次中斷到否 秒單元加 1 單元清零 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷返回 N Y 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 19 數(shù)碼管顯示模塊 本系統(tǒng)公用 ，從右到左一次顯示秒個(gè)位，秒時(shí)位， 分隔符 ，分個(gè)位，分十位， 分隔符 ，時(shí)個(gè)位，時(shí)十位 。數(shù)碼管顯示的信息用 8 個(gè)內(nèi)存單元存放，這個(gè) 8 內(nèi)存單元為顯示緩沖區(qū)，其中秒個(gè)位和秒十位，分個(gè)位和分十位，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位分別由秒數(shù)據(jù)，分?jǐn)?shù)據(jù)和小時(shí)數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。在存儲(chǔ)器中首先建立一張顯示信息字字段碼，顯示的時(shí)候，先從顯示緩沖區(qū)中取出顯示信息，然后通過查表程序在字?jǐn)啻a表中查出的所顯示的字?jǐn)啻a。從 P1 口輸出，同時(shí)在 P2 口將對(duì)應(yīng)的位選碼輸出，選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容 。 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 T0 中斷服務(wù)程序： 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 T0 用于時(shí)間計(jì)時(shí)，選擇方式 1， 重復(fù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間設(shè)為 50MS，定時(shí)時(shí)間到則溢出中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì) 50MS 計(jì)數(shù)，計(jì) 20 次則對(duì)秒單元加 1，秒單元到 60 則對(duì)分單元加 1，同時(shí)秒單元清零。分單元加到 60的時(shí)候，則對(duì)時(shí)單元加 1，同時(shí)分單元清零，時(shí)單元加到 24 的時(shí)候則對(duì)時(shí)單元清零，標(biāo)志一天時(shí)間計(jì)滿。在對(duì)各單元計(jì)數(shù)的同時(shí)，把他們的值放