基于單片機的鬧鐘設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-16 15:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 另外一般在三端穩(wěn)壓器的輸入輸出端接一個二極管，用來防止輸入端短路時 ,輸出端存儲的電荷通過穩(wěn)壓器 ,而損壞器件。 圖 23 電源電路原理圖 顯示器 DRIVER 根據(jù)需要顯示當(dāng)前時間、用戶設(shè)置的鬧鐘時間 或用戶通過鍵盤輸入的新時間，同時判斷當(dāng)前時間是否已到 了鬧鐘時間，實際上是一個多路選擇比較器。多路選擇器是數(shù)據(jù)選擇器的別稱。 在多路數(shù)據(jù)傳送過程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來的電路，叫做 數(shù)據(jù)選擇器 ，也稱多路選擇器或 多路開關(guān) 。 數(shù)碼管 對于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。對于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性差，不適合遠(yuǎn)距離觀看；對于具有驅(qū)動電路和單片機接口的液晶顯示模塊 (字 符或點陣 )，一般多采用并行接口，對單片機的接口要求較高，占用資源多；另外， AT89S51單片機本身無專門的液晶驅(qū)動接口。而數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、響應(yīng)速度快、防潮防濕性能好、溫度特性極性、價格便宜、易于購買等優(yōu)點，而且有遠(yuǎn)距離視覺效果，很適合夜間或是遠(yuǎn)距離操作。因此，本設(shè)計的顯示電路采用 7 段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計需要采用三位數(shù)碼管顯示時間，如果靜態(tài)顯示則占用的口線多，硬件電路復(fù)雜。所以采用動態(tài)顯示。由于數(shù)碼管顯示時需要的電流 DI 為 520mA，所以限流電阻應(yīng)該為：???? ，因此這里選用 8 個 ? 的 電 阻。 8 圖 24 顯示電路基本原理圖 動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位 數(shù)碼管 ，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常各位 數(shù)碼管 的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個 8 位的 I/O 口控制；各位的公共陰極位選線由另外的 I/O 口線控制。動態(tài)方式顯示時，各 數(shù)碼管 分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位 數(shù)碼管 ，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時刻選通另一位 數(shù)碼管 ，并送出相應(yīng)的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位 數(shù)碼管 顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠 短就可以給人同時顯示的感覺。 2 、 74HC573 選用 SL74HC573 是由于灌電流太大，如果不用 SL74HC573 的話單片機承受不了這么大的灌電流，將無法正常工作。 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。當(dāng)鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。 輸出能直接接到 CMOS， NMOS 和 TTL 接口上 操作電壓范圍： ~ 低輸入電流： CMOS 器件的高噪聲抵抗特性 管腳功能圖： 9 圖 26 74HC573 管腳圖 表 21 功能表 輸入 輸出 輸出使能 鎖存使能 D Q L H H H L H L L L L X 不變 H X X Z 本設(shè)計中有 五 個按鍵，分別實現(xiàn) 調(diào)時、 復(fù)位功能。這 五 個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識別。對于復(fù)位鍵，主要功能在于數(shù)值復(fù)位，對于時間的要求 不是很嚴(yán)格，而 調(diào)時 鍵主要用于時間的鎖定，需要比較準(zhǔn)確的控制。因此可以考慮，對復(fù)位鍵采用查詢的方式，而對于 調(diào)時 鍵采用外部中斷。 五 個按鍵均采用低電平有效。 當(dāng)按鍵沒有按下時，單片機的 I/O 口直接連接電源，因此需要接上拉電阻來進(jìn)行限流，本設(shè)計中選取阻值為 10kΩ 的電阻作為上拉電阻，根據(jù)計算可知此時的灌電流為 ，查看 AT89C51 的資料得知次電流在安全范圍內(nèi)，符合安全設(shè)計要求。 按鍵 2 可以對時鐘進(jìn)行精度為“分”的調(diào)時，鍵 1 為分加，鍵 2 為分減； 按鍵 4 可以對時鐘進(jìn)行精度為“分”的定時，鍵 3 為分加，鍵 4 為分減； 當(dāng)時間到達(dá)設(shè)定好的數(shù)字時，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。 按鍵 5 為復(fù)位， 當(dāng)時鐘顯示出錯時，按下按鍵 5，此時數(shù)碼管重置，數(shù)碼管顯示“ 88 88 88”； 10 圖 27 調(diào)時 按鍵電路 電路 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄， 能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。若采用 單片機 計時，一方面需要采 用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面 需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而且，某些測控系統(tǒng)可能不允許。但是，如果在系統(tǒng)中采用時鐘芯片DS1302，則能很好地解決這個問題。 時鐘芯片 DS1302 的各引腳功能如下： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。 當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時，由 Vcc2 向 DS1302 供電， 當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。 SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與 輸出； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； RST 為復(fù)位 引腳 ，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高， X1 X2 為 32867Hz 晶振管腳，為芯片提供 時鐘脈沖 。 圖 時鐘電路 11 軟件設(shè)計 AT89S5l 內(nèi)部定時 /計數(shù)器 T0 和 Tl 設(shè)置為定時器模式 l 工作方式．作為電子時鐘及電子 秒表的計時基準(zhǔn)。定時器 T0 產(chǎn)生 10 ms 的中斷信號，每經(jīng)過 1t30次中斷，時鐘秒位加一，秒位經(jīng) 60次加一后向時位進(jìn)位，當(dāng)時問為 23 時 59分59秒時，秒位再加一后變?yōu)?00 時 00 分 00 秒．當(dāng)按鍵切換為電子秒表功能時，T0每產(chǎn)生一次中斷，十毫秒單元加一，十毫秒單元經(jīng)過 l0次加一后，百毫秒單元加一。依次進(jìn)位可實現(xiàn)最長為 9小時 59 分 59 秒 990 毫秒的秒表計時，可達(dá)到分辯 10 ms 的計時精度。 開 始初 始 化 設(shè) 置鬧 鐘鬧 鈴 判 斷顯 示 時 間鍵 盤 掃 描 圖 21 主程序框圖 主程序（程序見附錄 3） 將各部分?jǐn)?shù)值初始化（ 初始化 LED 及 DS1302），將初始化數(shù)據(jù)給鬧鐘，鬧鐘判斷，顯示時間，鍵盤識別掃描，再返回給鬧鐘。 12 第三章 仿真調(diào)試 軟件仿真 仿真步驟： Keil 和 Proteus 軟件。（最好在
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