【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電容如圖32所示，電解電容用于儲(chǔ)能，抑制電壓波動(dòng)對(duì)單片機(jī)的影響，瓷片電容可以濾除電源中的高頻干擾信號(hào)，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，這幾個(gè)電容要盡量靠近單片機(jī)的電源和地引腳。圖32電源濾波電容本系統(tǒng)的單片機(jī)時(shí)鐘選擇12M晶振，如圖33所示，晶振兩端分別接22pF電容到地。圖33 時(shí)鐘電路單片機(jī)的上電復(fù)位電路采用一個(gè)10μF電容和10kΩ電阻串聯(lián)，在上電時(shí)候，電容和電阻分壓，給單片機(jī)的復(fù)位引腳提供了一個(gè)高電平信號(hào)，使單片機(jī)復(fù)位，當(dāng)電容充電完成后，復(fù)位引腳被下拉到地，單片機(jī)正常工作。 圖34 上電復(fù)位電路單片機(jī)最小系統(tǒng)的整體電路詳見(jiàn)附錄。 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用了靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片74HC574的電路連接如圖36所示，數(shù)據(jù)輸入端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)輸出端串連一個(gè)510Ω的電阻后接數(shù)碼管的段驅(qū)動(dòng)端，數(shù)碼管選用的是共陽(yáng)極型，其公共端位陽(yáng)極，接電源，輸出使能端直接接地，時(shí)鐘觸發(fā)端信號(hào)是由片選信號(hào)和寫(xiě)使能信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)或門電路后得到的，當(dāng)片選和寫(xiě)使能都有效的時(shí)候，拉低時(shí)鐘觸發(fā)端，然后單片機(jī)將數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)總線上，當(dāng)寫(xiě)使能或者片選信號(hào)被單片機(jī)釋放后，在74HC574的時(shí)鐘觸發(fā)端就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)上升沿信號(hào)，利用這一個(gè)信號(hào)即可將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到輸出。該驅(qū)動(dòng)電路對(duì)應(yīng)的的數(shù)碼管顯示數(shù)字09數(shù)據(jù)譯碼如表31所示。表31 數(shù)碼管顯示譯碼表段號(hào)數(shù)字1234567890a0110111111b1111001111c1011111111d0110110111e0100010101f0001110111g0111110010DP0000000000共陽(yáng)碼F9A4B0999282F88090C0圖35 74HC138譯碼電路本設(shè)計(jì)中的LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路需要驅(qū)動(dòng)6位數(shù)碼管，相對(duì)應(yīng)有6片數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片，本設(shè)計(jì)采用一片74HC138作為6片驅(qū)動(dòng)芯片的地址譯碼器，其電路如圖35所示。單片機(jī)的地址線AAAA11分別接74HC138的譯碼輸入信號(hào)線A0、AA2和高使能端E3，地使能端直接接地，其輸出端Y0Y5分別接6片數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)該芯片74HC574。數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片的地址譯碼如表32所示。表32 6位數(shù)碼管的地址譯碼表LED5LED4LED3LED2LED1LED0A8101010A9001100A10110000A11111111地址碼D00C00B00A00900800圖36 LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 按鍵驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)為了提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)速度，按鍵采用中斷讀取的方式來(lái)設(shè)計(jì)，當(dāng)有按鍵按下后，通過(guò)單片機(jī)的外部中斷來(lái)通知單片機(jī)讀取按鍵值，這樣能夠提高系統(tǒng)對(duì)按鍵的響應(yīng)速度，也可以減少查詢方式下的編程工作量，而且，當(dāng)單片機(jī)具有低功耗功能的時(shí)候，可以使單片機(jī)在沒(méi)有任務(wù)的時(shí)候進(jìn)入低功耗模式，有按鍵按下的時(shí)候再喚醒單片機(jī)開(kāi)始工作，或者在計(jì)數(shù)器需要CPU干預(yù)的時(shí)候喚醒CPU工作，這樣可以能耗的提高系統(tǒng)的低功耗效果，達(dá)到最小的功率消耗。按鍵讀取電路如圖37所示，輸出到單片機(jī)的數(shù)據(jù)端，5個(gè)按鍵的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)相與后接到單片機(jī)的外部中斷檢測(cè)引腳。當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，KEY0KEY4都為高電平，經(jīng)過(guò)如圖37所示的與門電路后輸出EXINT0為高電平，當(dāng)有任意一個(gè)按鍵按下后，EXINT0端就會(huì)出現(xiàn)低電平，所以當(dāng)按鍵按下就會(huì)在EXINT0端輸出一個(gè)下降沿信號(hào)，當(dāng)松開(kāi)所按下的按鍵就會(huì)在EXINT0端產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號(hào)，因此，只要設(shè)置單片機(jī)的外部中斷觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)即可實(shí)現(xiàn)按鍵中斷。單片機(jī)檢測(cè)到按鍵中斷后，再來(lái)讀取KEY0KEY4的按鍵值，判斷具體的按下的按鍵。圖37 按鍵讀取電路 電源設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)如圖38所示，這是直接通過(guò)交流220VAC市電給系統(tǒng)供電的電路原理圖。接線端子P2接交流市電，F(xiàn)1位過(guò)流保護(hù)熔斷絲，T1為工頻變壓器，本設(shè)計(jì)選用220VAC輸入，9VAC輸出，功率為5VA的交流降壓變壓器即可滿足需要，變壓器的將220VAC輸入降壓位9VAC輸出，經(jīng)過(guò)整流橋和平波電容C12后，轉(zhuǎn)換為直流電，因?yàn)樽儔浩鞯妮敵?VAC是交流有效值，其交流峰值電壓為從變壓器的輸出端看變壓器的輸入端，整個(gè)電網(wǎng)相當(dāng)于一個(gè)無(wú)限大功率系統(tǒng)。，本設(shè)計(jì)采用了一片線性穩(wěn)壓芯片LM7805穩(wěn)壓后作為單片機(jī)系統(tǒng)的供電。用LM78/LM79系列三端穩(wěn)壓IC來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。圖38中電源輸出端并聯(lián)了一個(gè)100uF電解電容，用于平波和儲(chǔ)能，提高電源的質(zhì)量。圖38 電源電路圖在實(shí)際的數(shù)字鐘應(yīng)用中，考慮到計(jì)時(shí)的可靠性，需要系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期不斷電運(yùn)行，這就需要在系統(tǒng)電源中加上應(yīng)急供電部分。如圖39所示，采用一個(gè)電池和抑制低壓降二極管，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字鐘系統(tǒng)的不間斷供電，為了降低電池的利用效率，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的工作電流較小，在設(shè)計(jì)的時(shí)候在電池上串聯(lián)了一只100Ω的電阻，用于在單片機(jī)系統(tǒng)電源短路的時(shí)候保護(hù)電池不會(huì)因?yàn)檫^(guò)流和過(guò)熱被燒壞。圖39 電池供電電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括5個(gè)模塊，分別是按鍵讀取模塊、LED顯示驅(qū)動(dòng)模塊、計(jì)時(shí)模塊、秒表模塊和控制模塊。按鍵讀取模塊的程序流程圖如圖41所示，從流程圖可以看出，這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷服務(wù)程序框圖，當(dāng)讀取到按鍵值后，再根據(jù)當(dāng)前的工作模式和狀態(tài)來(lái)確定下一步的工作狀態(tài)。進(jìn)入中斷退出中斷讀取按鍵值根據(jù)當(dāng)前工作模式和按鍵值確定按鍵功能圖41 按鍵讀取程序流程圖 模式選擇按鍵程序解析以下是模式選擇按鈕按下后的程序反應(yīng)，總共定義了四種工作模式，分別表示為0x00x00x04和0x08，按下“模式選擇”按鈕后，通過(guò)當(dāng)前模式變量CurrentModle左移一位來(lái)切換工作模式，當(dāng)切換到0x08后先一步自動(dòng)回到0x01模式。define DctModle 0x08define ClkModle 0x04define CntModle 0x02define SetModle 0x01if(Keytemp == 0x08){CurrentModle=1。if(CurrentModle0x08)CurrentModle=0x01。} 確定/清零按鈕程序解析系統(tǒng)的“確定/清零”按鈕主要有三個(gè)功能，分別如下程序所示，當(dāng)前模式為時(shí)間初始設(shè)置模式，按下“確定/清零”按鈕后，系統(tǒng)將設(shè)定的時(shí)間零時(shí)初值寫(xiě)入到時(shí)間值，并將當(dāng)前模式切換到時(shí)鐘模式。當(dāng)前模式為增計(jì)數(shù)模式時(shí)，按下“確定/清零”按鈕后，系統(tǒng)會(huì)將計(jì)數(shù)值歸零。當(dāng)前模式為減計(jì)數(shù)模式時(shí)，按下“確定/清零”按鈕后，系統(tǒng)會(huì)清零減計(jì)數(shù)值，并停止減計(jì)數(shù)器工作。if(Keytemp == 0x01) { if(CurrentModle == SetModle) { CLKTime[0] = CLKTemp[0]。 CLKTime[1] = CLKTemp[1]。 CLKTime[2] = CLKTemp[2]。 CLKTime[3] = CLKTemp[3]。 CLKTime[4] = CLKTemp[4]。 CLKTime[5] = CLKTemp[5]。 CurrentModle = ClkModle。 } else if(CurrentModle == CntModle) { CLKCnt[0]=0。