【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(dòng)方式的不同，可將LED數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式中，顯示驅(qū)動(dòng)程序簡(jiǎn)單，CPU占用率低，但每一位LED數(shù)碼管需要一個(gè)8位鎖存器來(lái)鎖存筆段碼，硬件開銷大（元件數(shù)目多，印制板面積也會(huì)隨之增加），僅適用于顯示位數(shù)較少（4位以下）的場(chǎng)合，當(dāng)需要顯示的位數(shù)為412位時(shí)，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(dòng)態(tài)顯示方式或按筆段掃描的動(dòng)態(tài)顯示方式。在此設(shè)計(jì)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(shí)器、電源電壓監(jiān)控和塊鎖保護(hù)的串行EPROM存儲(chǔ)器組成在一個(gè)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(shí)激活了上電復(fù)位電路，它保持RESET有效一段時(shí)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。看門狗定時(shí)器對(duì)微控制器提供了一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)機(jī)制。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在可選的超時(shí)時(shí)間（TimeOut Interval）之后，器件將被激活RESET信號(hào)，用戶可以從三個(gè)預(yù)制的值中選擇一個(gè)超時(shí)時(shí)間，這個(gè)超時(shí)值一旦選定，就會(huì)保存起來(lái)，即使系統(tǒng)斷電，重啟電源也不會(huì)改變，除非再次對(duì)超時(shí)值進(jìn)行設(shè)定或者取消看門狗復(fù)位電路超時(shí)值。器件的低Vcc檢測(cè)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(shí)，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(hào)發(fā)生器、時(shí)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(jì)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(shí)鐘的主要功能——時(shí)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(shí)鐘硬件系統(tǒng)框圖鍵盤是為了完成時(shí)鐘校對(duì)顯示功能。由于此電子時(shí)鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計(jì)有鬧鈴電路，進(jìn)行聲音響鈴。就時(shí)鐘而言，通?？刹捎肔CD顯示或LED顯示。對(duì)于一般的段式LCD，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且LCD顯示的可視性較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)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(duì)微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，AT89C51本身沒(méi)有專門的液晶驅(qū)動(dòng)接口。LED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，易于匹配，壽命長(zhǎng)，可靠性高，而且顯示亮度高，價(jià)格便宜，市場(chǎng)上也有專門的時(shí)鐘顯示組合LED。故本設(shè)計(jì)中應(yīng)用7位8段共陰LED實(shí)現(xiàn)顯示部分。 LED顯示分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)顯示方式的硬件電路簡(jiǎn)單。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，閃爍問(wèn)題。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定，無(wú)閃爍。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的， 因?yàn)槔脛?dòng)態(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(shí)間的長(zhǎng)短，發(fā)光的亮度等因素。靜態(tài)顯示，是由微型計(jì)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(dòng)程序簡(jiǎn)單，且CPU占用率低，但每個(gè)LED數(shù)碼管需要一個(gè)鎖存器來(lái)鎖存每一個(gè)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(chǎng)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(dòng)LED做顯示部分，其優(yōu)點(diǎn)在于連線簡(jiǎn)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(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：校對(duì)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(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一個(gè)I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會(huì)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(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，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(shí)使用。由于本設(shè)計(jì)的電子鐘最多需要4個(gè)按鍵，若采用矩陣式鍵盤時(shí)會(huì)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(dòng)復(fù)位K2UP數(shù)值加一操作自動(dòng)復(fù)位K3DOWN數(shù)值減一操作自動(dòng)復(fù)位K4Enter確認(rèn)鍵自動(dòng)復(fù)位按鍵操作說(shuō)明如下：K1鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在正常顯示時(shí)間狀態(tài)下，第一次按下后，開始校對(duì)秒，以后每次按下都會(huì)分別進(jìn)入對(duì)分、跑秒，鬧鈴時(shí)、鬧鈴的校對(duì)狀態(tài)。K2鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對(duì)狀態(tài)下，每次按動(dòng)該鍵，都會(huì)使相應(yīng)校對(duì)位進(jìn)行加1操作。例如：校對(duì)小時(shí)狀態(tài)，每按一下，小時(shí)位加1，當(dāng)加至小時(shí)最高值23時(shí)，再按K4鍵，小時(shí)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(dòng)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(duì)位進(jìn)行減1操作。K4鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對(duì)狀態(tài)下，按下該鍵，從校對(duì)狀態(tài)返回時(shí)間顯示狀態(tài)。鬧鈴音樂(lè)可以直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時(shí)刻與鬧鈴時(shí)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(jiǎn)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(shí)候編寫一段音樂(lè)程序，待鬧鈴時(shí)間到時(shí)，調(diào)用該音樂(lè)程序給揚(yáng)聲器，便響起音樂(lè)。不過(guò)該方法只能做一些簡(jiǎn)單音樂(lè)，并且音樂(lè)程序會(huì)占用很多單片機(jī)存儲(chǔ)資源。還有一種方法是采用錄音放音芯片1420做鬧鈴，先對(duì)錄放音設(shè)備錄入一段音樂(lè)，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，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(lè)，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(yǔ)音報(bào)時(shí)功能。另外，也可以購(gòu)置一塊音樂(lè)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(shí)，音樂(lè)集成電路會(huì)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(lè)簡(jiǎn)單、單一。鬧鈴的音樂(lè)不是本設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，故采用最簡(jiǎn)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(shí)，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(dòng)。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(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)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(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，也可按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。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(hào)的輸入端是RST引腳，高電平有效。其有效時(shí)間持續(xù)24個(gè)時(shí)鐘周期（2個(gè)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(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)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(chǔ)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(shí)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?qǐng)D上的參數(shù)，時(shí)間常數(shù)T=RC=100ms，這個(gè)時(shí)間常數(shù)足以保證完成復(fù)位操作。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路：按鍵手動(dòng)復(fù)位電路又稱基本手動(dòng)復(fù)位電路，此電路設(shè)計(jì)是手動(dòng)復(fù)位開關(guān)產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)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(hào)輸入引腳上。如圖，將一個(gè)手動(dòng)開關(guān)與電阻串聯(lián)后再和復(fù)位電容并聯(lián)起來(lái)，當(dāng)系統(tǒng)上電后，由于開關(guān)沒(méi)有導(dǎo)通，還是一個(gè)基本的阻容復(fù)位電路，系統(tǒng)會(huì)可靠地復(fù)位。如果在調(diào)試過(guò)程中需要對(duì)系