【文章內(nèi)容簡介】 0、0、0、0、0、080H7FH90、0、0、0、0、090H6FH LED筆段碼表根據(jù)顯示驅(qū)動方式的不同，可將LED數(shù)碼顯示驅(qū)動電路分為靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式中，顯示驅(qū)動程序簡單，CPU占用率低，但每一位LED數(shù)碼管需要一個8位鎖存器來鎖存筆段碼，硬件開銷大（元件數(shù)目多，印制板面積也會隨之增加），僅適用于顯示位數(shù)較少（4位以下）的場合，當(dāng)需要顯示的位數(shù)為412位時，多采用按位掃描軟件譯碼（在單片機(jī)系統(tǒng)中一般不用硬件譯碼）的動態(tài)顯示方式或按筆段掃描的動態(tài)顯示方式。在此設(shè)計中，采用的是共陰極數(shù)碼管，因?yàn)轱@示4位位數(shù)，為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī)I/O口，故采用靜態(tài)顯示方式。X25045把四種常用的功能：上電復(fù)位、看門狗定時器、電源電壓監(jiān)控和塊鎖保護(hù)的串行EPROM存儲器組成在一個封裝之內(nèi)，此組合降低系統(tǒng)成本、減少了電路板空間和增加了可靠性。X25045的工作原理是：向器件加電時激活了上電復(fù)位電路，它保持RESET有效一段時間，這樣保證電源和振蕩器穩(wěn)定后，微處理器再執(zhí)行代碼?？撮T狗定時器對微控制器提供了一個獨(dú)立的保護(hù)機(jī)制。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，在可選的超時時間（TimeOut Interval）之后，器件將被激活RESET信號，用戶可以從三個預(yù)制的值中選擇一個超時時間，這個超時值一旦選定，就會保存起來，即使系統(tǒng)斷電，重啟電源也不會改變，除非再次對超時值進(jìn)行設(shè)定或者取消看門狗復(fù)位電路超時值。器件的低Vcc檢測電路，可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓影響，當(dāng)Vcc降到Vcc轉(zhuǎn)換點(diǎn)以下時，系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位一直持續(xù)到Vcc回到正常工作電平并且穩(wěn)定為止。其引腳連接圖如下： X25045引腳圖電子鬧鐘至少要包括秒信號發(fā)生器、時間顯示電路、按鍵電路、供電電源、鬧鈴指示電路等幾部分。另外，本設(shè)計要求該電子鐘能夠采集環(huán)境溫度，所以還需要溫度采集芯片。該系統(tǒng)使用AT89C51單片機(jī)作為核心，完成此電子時鐘的主要功能——時鐘、跑秒、鬧鈴。使用比較通用的8段共陰數(shù)碼管，做7位顯示，分別顯示分，秒。 功能電子時鐘硬件系統(tǒng)框圖鍵盤是為了完成時鐘校對顯示功能。由于此電子時鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計有鬧鈴電路，進(jìn)行聲音響鈴。就時鐘而言，通?？刹捎肔CD顯示或LED顯示。對于一般的段式LCD，需要專門的驅(qū)動電路，而且LCD顯示的可視性較差；對于具有驅(qū)動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，AT89C51本身沒有專門的液晶驅(qū)動接口。LED結(jié)構(gòu)簡單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，易于匹配，壽命長，可靠性高，而且顯示亮度高，價格便宜，市場上也有專門的時鐘顯示組合LED。故本設(shè)計中應(yīng)用7位8段共陰LED實(shí)現(xiàn)顯示部分。 LED顯示分動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示：動態(tài)顯示方式的硬件電路簡單。但設(shè)計上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，閃爍問題。因此合理的設(shè)計既應(yīng)保證驅(qū)動電路易實(shí)現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定，無閃爍。動態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用的程度不是無限增加的， 因?yàn)槔脛討B(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短，發(fā)光的亮度等因素。靜態(tài)顯示，是由微型計算機(jī)一次輸出顯示模型后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次發(fā)送新的顯示模型為止。靜態(tài)顯示驅(qū)動程序簡單，且CPU占用率低，但每個LED數(shù)碼管需要一個鎖存器來鎖存每一個顯示位的筆段代碼，硬件開銷大，僅適合顯示位數(shù)較少的場合。為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī)I/O口，故采用靜態(tài)顯示方式。74LS164是8位移位寄存器，應(yīng)用該芯片驅(qū)動LED做顯示部分，其優(yōu)點(diǎn)在于連線簡單，節(jié)省單片機(jī)I/O口，軟件編程容易。根據(jù)功能需要，本時鐘需要設(shè)置以下功能鍵：校對選擇鍵，加1操作鍵，減1操作鍵。按照鍵盤與CPU的連接方式可分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤是各個按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵占用一個I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會影響其他I/O口上按鍵工作狀態(tài)。獨(dú)立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時使用。由于本設(shè)計的電子鐘最多需要4個按鍵，若采用矩陣式鍵盤時會有按鍵浪費(fèi)，故采用的是獨(dú)立式鍵盤。鍵盤電路如圖所示： 鍵盤電路 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性K1FUN功能選擇自動復(fù)位K2UP數(shù)值加一操作自動復(fù)位K3DOWN數(shù)值減一操作自動復(fù)位K4Enter確認(rèn)鍵自動復(fù)位按鍵操作說明如下：K1鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，在正常顯示時間狀態(tài)下，第一次按下后，開始校對秒，以后每次按下都會分別進(jìn)入對分、跑秒，鬧鈴時、鬧鈴的校對狀態(tài)。K2鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，每次按動該鍵，都會使相應(yīng)校對位進(jìn)行加1操作。例如：校對小時狀態(tài)，每按一下，小時位加1，當(dāng)加至小時最高值23時，再按K4鍵，小時位回0。調(diào)分、秒與皆之相同，只是各位最高值不同。K3鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，與K2鍵類似，不同之處是該鍵每次按下將使相應(yīng)校對位進(jìn)行減1操作。K4鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，按下該鍵，從校對狀態(tài)返回時間顯示狀態(tài)。鬧鈴音樂可以直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時刻與鬧鈴時間相同，單片機(jī)向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)聲。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。也可以在編程的時候編寫一段音樂程序，待鬧鈴時間到時，調(diào)用該音樂程序給揚(yáng)聲器，便響起音樂。不過該方法只能做一些簡單音樂，并且音樂程序會占用很多單片機(jī)存儲資源。還有一種方法是采用錄音放音芯片1420做鬧鈴，先對錄放音設(shè)備錄入一段音樂，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時，單片機(jī)控制錄放音設(shè)備放音。采用錄放音電路，鈴聲可以是預(yù)先設(shè)定的一段自己喜歡的音樂，符合電器設(shè)備人性化的要求。且1420芯片可以分段錄音，還具有語音報時功能。另外，也可以購置一塊音樂集成電路，加置在單片機(jī)和蜂鳴器之間，當(dāng)單片機(jī)連接鬧鈴電路的管腳送出高電平時，音樂集成電路會給蜂鳴器特定脈沖，使蜂鳴器發(fā)聲。此類集成電路體積較小，使用方便，不足的是音樂簡單、單一。鬧鈴的音樂不是本設(shè)計中的重點(diǎn)，故采用最簡單的方法，占用單片機(jī)一根I/， 。，S9012的發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲。當(dāng)響鈴標(biāo)志位為“1”時，使蜂鳴器U11發(fā)出聲音。，二極管導(dǎo)通，使二極管發(fā)亮，=~，二極管閃動。如圖所示： 鬧鈴電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，以便使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，也可按復(fù)位鍵重新啟動。復(fù)位后，PC內(nèi)容初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。單片機(jī)復(fù)位后不影響內(nèi)部RAM的狀態(tài)。89C51單片機(jī)復(fù)位信號的輸入端是RST引腳，高電平有效。其有效時間持續(xù)24個時鐘周期（2個機(jī)器周期）以上。RST端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位。上電復(fù)位電路：上電復(fù)位電路又稱基本阻容復(fù)位電路，此復(fù)位電路利用了電容可以存儲電荷的特性，和電阻組成串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，只要保證電容充放的時間常數(shù)滿足單片機(jī)的復(fù)位要求，就可以形成基本的復(fù)位電路，此復(fù)位電路是高電平有效復(fù)位電路。上電的瞬間RESET端的電位和VCC相同，隨著充電電流的減小，RESET端的電位逐漸下降，按照圖上的參數(shù)，時間常數(shù)T=RC=100ms，這個時間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。按鍵手動復(fù)位電路：按鍵手動復(fù)位電路又稱基本手動復(fù)位電路，此電路設(shè)計是手動復(fù)位開關(guān)產(chǎn)生的復(fù)位信號連接在復(fù)位電路上，而不是直接接在處理器的復(fù)位信號輸入引腳上。如圖，將一個手動開關(guān)與電阻串聯(lián)后再和復(fù)位電容并聯(lián)起來，當(dāng)系統(tǒng)上電后，由于開關(guān)沒有導(dǎo)通，還是一個基本的阻容復(fù)位電路，系統(tǒng)會可靠地復(fù)位。如果在調(diào)試過程中需要對系