【正文】 留特性，使人感覺每個(gè) LED 總在亮，即動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。同時(shí)驅(qū)動(dòng)器還有增加顯示的穩(wěn)定性和亮度的作用。具體連接圖如圖 26 所示： 圖 26 數(shù)碼管顯示電路硬件圖 數(shù)碼管顯示模塊工作原理 本文設(shè)計(jì)的顯示模塊為了節(jié)省 I/O 接口，簡化電路，采用了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方式。 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管顯示電路硬件連接圖 將六位數(shù)碼管的 8 個(gè)筆劃段 a~h 同名端連接在一起，與驅(qū)動(dòng)器 CC4511 的 a~h 管腳相連且每個(gè)筆劃段加上上拉電阻；每一 個(gè)數(shù)碼管的公共端 與反相驅(qū)動(dòng)器74LS373 的輸出端 Q0~Q5相連。當(dāng)分計(jì)時(shí)計(jì)滿 60 時(shí)，把連接蜂鳴器的 I/O口線置 0 延時(shí)蜂鳴器需要鳴響的時(shí)間后再把該 I/O 端口置 1，關(guān)閉蜂鳴器。 三極管 Q1 起開關(guān)作 用，其基極的低電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)出響聲；而基極高電平則使三極管截止，蜂鳴器不能發(fā)出響聲。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路硬件連接圖 采用蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路，即用三極管的導(dǎo)通狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，從而控制蜂鳴器只在整點(diǎn)時(shí)發(fā)出響聲。通過采用單片機(jī) AT89C51 的匯編語言的編程，軟件控制實(shí)現(xiàn)如下操作：如果沒有任何按鍵被按下，則時(shí)鐘正常走下去。每個(gè)按鍵占用一條I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)都不會(huì)產(chǎn)生相互的影響。 校時(shí)模塊 校時(shí)電路硬件連接圖 定義三個(gè)按鍵：時(shí)設(shè)置鍵、分設(shè)置鍵、加 1 鍵，與單片機(jī) AT89C51 的 、 、 相連接。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進(jìn)行操作。 RST：復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 X X2：振蕩源，外接 晶振。該引腳有兩個(gè)功能：第一， CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE 提供結(jié)束單字節(jié)活多字節(jié)數(shù)據(jù)傳東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 9 輸?shù)姆椒ā? 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8 圖 22 DS1302 外部引腳圖 圖 23 DS1302 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 管腳說明： DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一 次性讀寫所有的RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 表 22 DS1302 控制字表 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81h 80h CH 10 秒 秒 00~59 83h 82h 10 秒 分 00~59 85h 84h 12/24 0 10 時(shí) 時(shí) 1~12/0~23 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 AM/PM 87h 86h 0 0 10 日 日 1~31 89h 88h 0 0 0 10 月 月 1~12 89h 續(xù)表 22 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 1~7 8Dh 8Ch 10 年 年 00~99 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302 的控制字如表 21 所示。位 5至位 1 指示操作單元的地址 。 DS1302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(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 時(shí)鐘芯片 DS1302 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 功能特性描述 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。為了保證芯片安全的工作，分別在 SCLK、 I/O、 /RST 接上上拉電阻來限流。具體連接圖如圖 21 所示： 圖 21 時(shí)鐘電 路 DS302 的硬件圖 時(shí)鐘電路模塊工作原理 選用串行接口時(shí)鐘芯片 DS1302 來設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路以單片機(jī) AT89C51為控制元件，以 DS1302 為計(jì)時(shí)芯片，構(gòu)成時(shí)鐘電路。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 5 2. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路模塊 時(shí)鐘電路硬件連接圖 時(shí)鐘芯片 DS1302 的 X X2 腳構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘電路，外接 晶振， Vcc1接 +5V 的電源， Vcc2 接 +3V 的電池，作為備用電源。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是即使 LED 的位數(shù)較多時(shí)硬件電路也較簡單、只需要占用一組 I/O。 方案二：數(shù)碼管 LED 工作在動(dòng)態(tài)顯示方式時(shí)，所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測和控制。 控制器件 AT89C51 校時(shí)模塊 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊 時(shí)鐘電路模塊 DS11302 直流電源模塊 數(shù)碼管顯示模塊 音樂打鈴模塊 HY1 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 4 數(shù)碼管顯示方案 方案一：數(shù)碼管 LED 工作在靜態(tài)顯示方式時(shí)，其公共端接到一個(gè)固定的電平，其特點(diǎn) 是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。為了保證時(shí)鐘在突然掉電情況下仍能正常工作，芯片采用了雙電源供電，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間，且該芯片價(jià)格便宜。 方案二：采用專門時(shí)鐘電路集成芯片 DS1302，該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，能夠提供更加精確的時(shí)間信號。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn) 1 秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器相應(yīng)的秒值加 1；若秒值達(dá)到 60，則將其清零，并將相應(yīng)的分值加 1；若分值到達(dá) 60，則分值清零，并將時(shí)值加 1；若時(shí)值達(dá)到 24，則將時(shí)值清零。 時(shí)鐘電路方案 方案一：通過軟件方式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘電路。 ：六位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)的顯示時(shí)、分、秒。 ：當(dāng)分值計(jì)滿 60 時(shí)，通過蜂鳴器發(fā)出響聲。 綜合上述三種設(shè)計(jì)方案的比較，基于成本等元素的考慮，本文采用方案三。由于時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)大部分是由軟件的編程來實(shí)現(xiàn)的，因此沒有前兩種方案的硬件的束縛。 方案三：選用 51 系列單片機(jī)為核心元件，由時(shí)鐘電路、顯示電路、直流電源電路等模塊組成語音電子時(shí)鐘系統(tǒng)。但此芯片不易購買。該設(shè)計(jì)方案采用 的專門時(shí)鐘集成芯片 LM8361 是一種動(dòng)態(tài)共陰屏幕 具有性能穩(wěn)定、 走時(shí)功能、定時(shí)功能和睡眠功能。這鐘設(shè)計(jì)方案主要靠硬件電路和準(zhǔn)確計(jì)算元件參數(shù)來達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，電路使用分立元件較多、靈活性小、電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、集成度較低等缺點(diǎn)。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 2 1. 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本課題的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)： 、分、秒計(jì)時(shí)， 6 位數(shù)字顯示功能； ； ； ，設(shè)計(jì)一個(gè)長江學(xué)院作息時(shí)間自動(dòng)打鈴器 。通過對數(shù)字時(shí)鐘的硬件電路以及對單片機(jī)的軟件控制，使得設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)、快速校時(shí)等功能。 近年來由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)具有功耗低、體積小、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、價(jià)格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，促使單片機(jī)被廣泛的應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化以及過程控制等領(lǐng)域。在很多實(shí)際應(yīng)用中，只要對數(shù)字時(shí)鐘的程序和硬件電路加以一定的修改，便可以實(shí) 現(xiàn)對應(yīng)的功能。在自動(dòng)控制工程中常常用到時(shí)鐘。然而隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們的生活水平不斷的提高，人們對于時(shí)鐘的要求不僅僅在于簡單的計(jì)時(shí)，更趨向多功能的數(shù)字時(shí)鐘。數(shù)字電子時(shí)鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用數(shù) 碼管 LED 代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行校時(shí)。由于電子時(shí)鐘采用了石英技術(shù)，因而走時(shí)精度高、穩(wěn)定性好、使用方便、不需要經(jīng)常調(diào)校。 clock integrated chip。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字時(shí)鐘； 單片機(jī)； 時(shí)鐘集成芯片； 語音芯片 II ABSTRACT A monolithic puter is single chip microputer. By RAM, ROM, CUP, timing, counting and multiple interfaces and the integration of the micro controller. He has the advantages of small volume, low cost, strong function, widely used in smart industries, and industrial automation. And 51 Series SCM is the most typical and the most representative one. The graduation design through the study, application, to achieve the study, design ability. The article used the microcontroller AT89C51 as the core, clock signal that was produced by clock integrated chip DS1302 will be bring into the SCM, and are dynamic display by six LED. By the method of continuously query schedule time which was stored in SCM, using voice chip play music, simultaneously, by defining three keys and taking the control of software, the system acplish the function of rapidly setting time and broadcasting time when the clock reach the whole point. Hardware section describes clock integrated chip DS1302 and clock signal module, HY1 series of voice chip and automatic control of the ring module, DC power module, microcontroller AT89C51 and dynamic display module. Software section mainly introduces the ways of design and flow chart of the main program and module program. Key words: digital clock。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)