【文章內(nèi)容簡介】 所有 8 位段皆由一個 I/O 口控制，因此，在每一瞬間， 8 位 LED 會顯示相 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（因為 LED 為共陰，故應送低電平），以保證該位顯示相應字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應顯示字符。在多位 LED 顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制。而共陰（共陽）極公共端分別由相應的 I/O口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。段選碼，位選碼每送入一次后延時 1MS，因人的視覺暫 留時間為 （ 100MS），所以每位顯示的時間不能超過 20MS，并保持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描方式。 圖四 上面這個只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(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：根據(jù)發(fā)光顏色決定 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 10 3. 使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA。 . 數(shù)碼管使用注意事項： 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；焊接時間： 5S 3. 表面有保護膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 11 4 相關硬件的其他元器件的簡介 晶體振蕩器簡介 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，被廣泛應用于彩電、計算機、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)處理設備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。 石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳 上，再加上封裝外殼就 構成了石英晶體諧振器，簡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。 國際電工委員會（ 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)字補償式晶體損振蕩（ DCXO）微機補償晶體振蕩器（ MCXO）等等。 . 晶體振蕩器的應用： 1. 通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。 2. 時鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標準脈沖信號，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 鐘 的 設 計 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。 電子電容器的標識 . 電容器標識的方法： 1. 直標法 將電容器的容量、耐壓及誤差直接標注在電容器的外殼上，其中誤差一般用字母來表示。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。 當電容器所標容量沒有單位時，在讀其容量時可按如下原則： A. 容量在 1104 之間時，讀作皮法。例如： 470 讀作 470pF。 B. 容量大于 104 時，讀作微法。例如 ： 22022 讀作 F。 2. 數(shù)碼法 用三位數(shù)字來表示容量的大小，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）。 電容的種類也很多，為 了區(qū)別開來，也常用幾個拉丁字母來標識電容器的類別 和容量標識。 . 常用電容的幾項特性： 電容種類、容量范圍、直流工作電壓、運用頻率、準確度、漏電電阻 . 電容容量的標注及使用常識： 通常在容量小于 10000pF 的時候，用 pF 做單位，而且用簡標，如 1000PF 標為 1010000PF 標為 103，大于 10000pF 的時候，用 uF 做單位。為了簡便起見，大于 100pF 而小于 1uF 的電容常常不注單位。沒有小數(shù)點的，它的單位是 pF，有小數(shù)點的，它的單位是 uF。例如， 3300 就是 3300pF也可以是 332， 就是 等。注：象剛才的簡標常用于以 PF 為單位 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 13 的電容，如 1000pf 就是 10X102 標為 10 和 2 即 102， 10000 當然是 104 了，3300 則為 332。 電容在電路中實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。使用電解電容的時候，還要注意正負極不要接反。 不同電路應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，并且核對它的電容值。安裝的時候，要使電容的標識、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： 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 電阻的選用簡介 電阻器 (resistor): 是 用導體制成具有一定阻值的元件 .電阻是導體的一種基本性質(zhì) ,與導體的尺寸、材料、溫度有關 . . 作用 : 主要職能就是阻礙電流流過 ,應用于限流、分流、降壓、分壓、負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 (無論使用正電源還是負電源，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 鐘 的 設 計 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效應管的漏極，也可能是三極管的發(fā)射極或場效應管的源極，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)動電阻性負載 (可用多個電阻分壓，以便得到期望的信號幅度 )，驅(qū)動 LED顯示器更是其獨特的功能。 LED顯示器按接法上分兩類，一類是共陰接法，另一類是共陽接法。 (請思考為什么 )共陰接法要用 OC端驅(qū)動，而共陽接法要用 OE端驅(qū)動。 . 計算原則： 最大值的計算原則：要保證上拉電阻明顯小于負載的阻抗，以使高電平時輸出有效。 例如 ：負載阻抗是 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 ） 最小值的計算原則：保證不超過管子的額定電流（如果不是場效應管而是三極管也可依照飽和電流來計算） 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算最小值。 上拉電阻最小值 R?。?5v/47mA=106 歐姆 （如果小于這個電阻，管子就會過飽和而沒有意義了。如果大于這個值，管子的導體電阻就會變大一些，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，如果負載電流較大，低電平要求嚴格，那么就要選 100歐姆的上拉電阻。但是如果考慮省電因素，而低電平要求不嚴格，那么就可用 1K的上拉電阻了。 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 15 5 電路 制作 原理 制作 分析 通常通過單片機設計電子時鐘由 2 種方 法：一時通過單片機內(nèi)部的定時計數(shù)器。采用軟件編程實現(xiàn)時鐘計數(shù)，一般稱為軟時鐘，這種方法硬件線路簡單，程序比較復雜。系統(tǒng)的功能強大，功能步見集成在芯片內(nèi)需，自動產(chǎn)生時鐘等相關功能。硬件成本較高，軟件編程較低。通常對時鐘精確度要求較高的場合。 數(shù)字 時鐘的系統(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)設置，按鍵處理，數(shù)碼管顯示模塊等。在設計時候、各個模塊都采用自程序結構設計。在主程序調(diào)用。由定時器，計數(shù)器采用中斷方式處理，因此還用辨析定時器，中斷服務子程序，在定時器，計數(shù)器中斷服務子程序中對時鐘進行調(diào)整。 主程序執(zhí)行流程圖 主程序先對現(xiàn)實單元和定時器計數(shù)器初始化，然后重復調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當有按鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應的功能程序。 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 16 圖六 子程序流程圖： 開始 T0、方式 1 設為 16 位計數(shù)器模式 允許 T0 中斷，設 中斷次數(shù)位 10 次 清零計時單元 開中斷 啟動 T0 調(diào)用顯示子程序 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 17 保護現(xiàn)場 設置子程序初值 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 時單元加 1 時單元等于 24 6 六十6066060=60=60 時單元清零 恢復現(xiàn)場 RET Y Y Y Y 1 秒時間到 6 六十6066060=60=60 N N N N 電 子 時 鐘 的 設 計 與 制 作 18 圖七（上頁圖） 中斷服務流程圖 ： 圖八 T0 中斷 保護現(xiàn)場 20 次中斷到否 秒單元加 1 單元清零 恢復現(xiàn)場、中斷返回 N Y 電 子 時 鐘 的 設 計 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位，秒時位， 分隔符 ，分個位，分十位， 分隔符 ，時個位，時十位 。數(shù)碼管顯示的信息用 8 個內(nèi)存單元存放，這個 8 內(nèi)存單元為顯示緩沖區(qū)，其中秒個位和秒十位，分個位和分十位，時個位和時十位分別由秒數(shù)據(jù)，分數(shù)據(jù)和小時數(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態(tài)顯示。在存儲器中首先建立一張顯示信息字字段碼，顯示的時候，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斷碼表中查出的所顯示的字斷碼。從 P1 口輸出，同時在 P2 口將對應的位選碼輸出，選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應的數(shù)碼管上顯示顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容 。 定時器計數(shù)器 T0 中斷服務程序： 定時器計數(shù)器 T0 用于時間計時，選擇方式 1， 重復定時，定時時間設為 50MS，定時時間到則溢出中斷，在中斷服務程序中用一個計數(shù)器對 50MS 計數(shù)，計 20 次則對秒單元加 1，秒單元到 60 則對分單元加 1，同時秒單元清零。分單元加到 60的時候，則對時單元加 1，同時分單元清零，時單元加到 24 的時候則對時單元清零，標志一天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把他們的值放