基于proteus的多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)00254-資料下載頁(yè)
2025-06-23 08:16本頁(yè)面
【正文】 能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器；P1口引腳寫(xiě)入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗(yàn)期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。P3口 ～。，不能作為通用I/O引腳訪問(wèn)。P3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫(xiě)入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見(jiàn)表1。P3口同時(shí)也可為閃速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。2．2 時(shí)分顯示部件由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容較簡(jiǎn)單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟(jì)。LED有共陰極和共陽(yáng)極兩種。如圖7所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽(yáng)極則將發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接入+5V的電壓。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃（段）a～g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段LED不被損壞，需外加限流電阻。圖3 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理圖眾所周知，LED顯示數(shù)碼管通常由硬件7段譯碼集成電路，完成從數(shù)字到顯示碼的譯碼驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)采用軟件譯碼，以減小體積，降低成本和功耗，軟件譯碼的另一優(yōu)勢(shì)還在于比硬件譯碼有更大的靈活性。所謂軟件譯碼，即由單片機(jī)軟件完成從數(shù)字到顯示碼的轉(zhuǎn)換。從LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理可知，為了顯示字符，要為L(zhǎng)ED顯示數(shù)碼管提供顯示段碼，組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED數(shù)碼管的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。各段碼位與顯示段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。表1 各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba需說(shuō)明的是當(dāng)用數(shù)據(jù)口連接LED數(shù)碼管a～dp引腳時(shí)，不同的連接方法，各段碼位與顯示段有不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常數(shù)據(jù)口的D0位與a段連接，D1位與b段連接，……D7位與dp段連接,如表1所示，表2為用于LED數(shù)碼管顯示的十六進(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼。表2 LED顯示段碼字型共陽(yáng)極段碼共陰極段碼字型共陽(yáng)極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3BOH4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H注：（1）本表所列各字符的顯示段碼均為小數(shù)點(diǎn)不亮的情況。 （2）“空白”字符即沒(méi)有任何顯示。根據(jù)AT89C2051單片機(jī)灌電流能力強(qiáng)，拉電流能力弱的特點(diǎn)，我們選用共陽(yáng)數(shù)碼管?！玤及dp相連，高電平的位對(duì)應(yīng)的LED數(shù)碼管的段暗，低電平的位對(duì)應(yīng)的LED數(shù)碼管的段亮，這樣，當(dāng)P0口輸出不同的段碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。例如：當(dāng)P0口輸出的段碼為1100 0000，數(shù)碼管顯示的字符為0。數(shù)碼管顯示器有二種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。動(dòng)態(tài)掃描顯示方式需解決多位LED數(shù)碼管的“段控”和“位控”問(wèn)題，本電路的“段控”（即要顯示的段碼的控制）通過(guò)P0口實(shí)現(xiàn)；而每一位的公共端，即LED數(shù)碼管的“位控”，則由P3口控制。這種連接方式由于多位字段線連在一起，因此，要想顯示不同的內(nèi)容，必然要采取輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字位線處于斷開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。在這一瞬時(shí)，只有這一位在顯示，其他幾位則暗。在本系統(tǒng)中,字位線的選通與否是通過(guò)PNP三極管的導(dǎo)通與截止來(lái)控制,即三極管處于“開(kāi)關(guān)”狀態(tài)。系統(tǒng)的時(shí)分顯示部件由4只7段共陽(yáng)LED數(shù)碼管構(gòu)成，前兩只用于時(shí)的顯示，后兩只用于分的顯示。值得一提的是，在設(shè)計(jì)中需要實(shí)現(xiàn)時(shí)與分之間的兩個(gè)閃爍點(diǎn)，為此，將第三只LED數(shù)碼管倒置擺放，這樣就形成了兩個(gè)很自然的閃爍點(diǎn)。與此同時(shí)，為了能使兩點(diǎn)顯示能夠形象的表示時(shí)鐘“秒”的變化，設(shè)計(jì)時(shí)，，從而實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)點(diǎn)的閃爍顯示，閃爍周期為一秒。3 系統(tǒng)的軟件構(gòu)成及功能本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序和定時(shí)器中斷程序兩大模塊。在程序過(guò)程中，加入了抗干擾措施。下面對(duì)部分模塊作介紹。3．1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化，程序流程如圖4所示。3．2 中斷程序設(shè)計(jì)中斷程序(如圖5所示)完成時(shí)間計(jì)數(shù)，時(shí)間調(diào)整，誤差消除等功能。中斷采用AT89C2051內(nèi)部T0中斷實(shí)現(xiàn)，定時(shí)時(shí)間為125ms，當(dāng)時(shí)間到達(dá)125ms8,即1分鐘時(shí)，分計(jì)數(shù)緩沖器MINBUFFER增加1，到達(dá)1小時(shí)，則時(shí)計(jì)數(shù)緩沖器HOURBUFFER增加1，并將分、時(shí)的個(gè)位、十位放入顯示緩沖器。當(dāng)分計(jì)數(shù)緩沖器和時(shí)計(jì)數(shù)緩沖器分別到達(dá)60min、24h時(shí)，則對(duì)它們清零，以便從新計(jì)數(shù)。在中斷設(shè)計(jì)中，還通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了累計(jì)誤差消除功能，使整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間的精確度得到保證。圖4 系統(tǒng)主程序流程圖圖5 定時(shí)中斷程序4 結(jié)束語(yǔ)上述電子鐘，無(wú)論在外觀上還是功能上都實(shí)現(xiàn)了較為完善的設(shè)計(jì)。特別值得一提的是本系統(tǒng)在精度上的設(shè)計(jì)，突破傳統(tǒng)的方法，對(duì)可能產(chǎn)生的積累誤差采用“抵消法”，從而有效地降低了時(shí)間誤差。由于計(jì)數(shù)時(shí)產(chǎn)生的積累誤差所導(dǎo)致的時(shí)間誤差，是所有的電子計(jì)時(shí)系統(tǒng)共同存在的問(wèn)題。但在目前市場(chǎng)上的電子時(shí)鐘產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)中的時(shí)鐘，手機(jī)中的時(shí)鐘等并沒(méi)有有效的采取消除誤差的措施。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的消除積累誤差來(lái)減少時(shí)間誤差的軟件方法，并不需要任何的硬件，因此在不增加成本的情況下，可以普遍用于所有的電子時(shí)鐘產(chǎn)品。電子鐘基本部分參考電路原理圖電子鐘基本部分參考PCB圖 電子鐘基本部分參考電路器件清單名稱數(shù)量備注AT89C20511按扭34插腳晶振16MHZLED數(shù)碼管4共陰蜂鳴器15V電容230pf電容3104電容222uF三極管59012或5401（PNP）電阻4．7K10電阻20010線路板不定6477mm主要設(shè)備：① 單片機(jī)仿真器（帶AT89C2051仿真頭）② 焊接實(shí)驗(yàn)工具箱一套③ 5V電源
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1