【正文】 鐘還是可以改進(jìn)和提高如選用更精密的元器件。 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時 、分、秒 、日期 數(shù)字顯示的計時裝置 ,廣泛用于個人家庭 ,車站 , 碼頭辦公室等公共場所 ,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?,由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ,使得數(shù)字鐘的精度 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴(kuò)展了鐘表原先的報時功能。因此，研究 數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。 2． 方案對比與選擇分析介紹 目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，低端控制其中應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8 位單片機(jī)。 ATmega16 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 ATmega16 有如下特點(diǎn) :16K 字節(jié) 的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個通用 I/O 口線， 32 個通用工作寄存器，用于 邊界掃描 的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的 定時器 /計數(shù)器 (T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用 串行接口 ， 8路 10位具有可選差分輸入級可編程增益(TQFP 封裝 ) 的 ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程 看門狗定時器 ，一個 SPI 串行端口 ，以及六個可以通過 軟件 進(jìn)行選擇的省電模式。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路 ,2 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換(250K/S，即 25 萬次 /秒 )針對電機(jī)控制， 強(qiáng) 干擾場合。片內(nèi)的 FLASH 存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。 本設(shè)計本著 實 用 、 夠用 、方便、 降低成本的原則 ，本設(shè)計中需要更多的 I/O 引腳 驅(qū)動數(shù)碼管 ， 在眾多的單片機(jī)中選 用具有 32 根 I/O 引腳的 STC89C52 單片機(jī)。每種芯片的主要時鐘功能基本相同，只是在引腳數(shù)量 、備用電池的安裝方式、計時精度和擴(kuò)展功能等方面略有不同。 DS1643 為帶有全功能實時時鐘的 8K 8非易失性 SRAM，集成了非易失性 SRAM、實時時鐘、晶振、電源掉電控制電路和鋰電池電源，BCD 碼表示的年、月、日、星期、時、分、秒，帶閏年補(bǔ)償。故而從性價比和貨源上考慮，本設(shè)計采用實時時鐘日歷芯片 DS1302。 方案一：采用 LED 數(shù)碼管 顯示。靜態(tài)顯示就是當(dāng)數(shù)碼管顯示某個字符時，相應(yīng)的段恒定的導(dǎo)通，直到要顯示下一個字符為止。每位的段選線應(yīng)分別與一個 8 位 數(shù)據(jù) 口 的輸出端 相連，數(shù)碼管的各位是相互獨(dú)立的，且要顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)數(shù)據(jù) 的輸出將 必須 維持不變。在這種顯示方式編程比較容易，管理也較簡單，但占用 I/O口線資源 4 較多 ，因而在顯示位數(shù)較多的情況下，我們大都都采用數(shù)碼管動態(tài)顯示方式進(jìn)行顯示。 方案二：采用 LCD 顯示。另外， 89C52 本身沒有專門的液晶驅(qū)動接口。數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、價格便宜、功耗低 、驅(qū)動簡單 等優(yōu)點(diǎn)，而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數(shù)碼管。 系統(tǒng)框架及說明 5 M C U 主 控 系 統(tǒng)L E D 顯 示按 鍵 實 時 時 鐘電源報 警 器 圖 系統(tǒng)框圖 圖 所示為 實時時鐘 系統(tǒng)的整體框圖， 系統(tǒng)由 6 部分組成，其中包括 MCU 主控系統(tǒng)部分 、 LED數(shù)碼管 部分、 按鍵 部分、 實時 時鐘 部分 、蜂鳴器報警部分 及電源部分?？偟膩碚f，由于采用了較好的方案和相關(guān)器件的選擇，使得整個系統(tǒng)具有性價比高、成本低、具有很高的實用性等優(yōu)點(diǎn)。 1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī) ， 6 時鐘 /機(jī)器周期 和 12 時鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī) ） /～ （ 3V 單片機(jī)） 6 3. 工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作 頻率可達(dá)48MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 32 個），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。即 定時器 T0、 T T2 11. 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 12. 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時器 軟件 實現(xiàn)多個 UART 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） /0～ 75℃ （商業(yè)級） STC89C52單片機(jī) 內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 框圖如下圖所示， 其中包括中央處理器 MCU、程序存儲器Flash、數(shù)據(jù)存儲器 SRAM、 定時 /計數(shù)器、串口、 I/O口、 EEPROM、看門狗等。其中本設(shè)計采用的晶振為 ，復(fù)位電路采用上電復(fù)位方式，上拉電阻為 1K 9P排阻， 4個按鍵分別接 P3 P3 P3P35，功能分別為 顯示 模式 切換 、 鬧鐘設(shè)定取消、時間 值設(shè)置加（ +）按鍵、 時間 值減（ ）按鍵。 8 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2STC89C5X1 2ET21 2INT11 2INT21 2ET122pC422pC8Y2R610kVCCP01P02P03P04P05P06P07P00P21P22P23P24P25P26P27P20P10P12P13P14P15P16P17GNDALEGNDP30P31P32P33P34P35P36P37GNDVCC1 2 3 4 5 6 7 8 9R3 1kX8VCC10uFC12P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07P11R5EAPSENGNDC3VCC 圖 單片機(jī) 系統(tǒng)原理圖 數(shù)碼管顯示 設(shè)計 分析 數(shù)碼管的工作原理介紹 單片機(jī) I/O 的應(yīng)用最典型的是通過 I/O 口與 7段 LED 數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路， 7段 LED數(shù)碼管，在一定形狀的絕緣材料上，利用單只 LED 組合排列成“ 8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來顯示出 09的數(shù)字。下圖 是共 陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。假如我們將 b和 c段接上正電源，其它端接地或懸空，那么 b和 c段發(fā)光，此時，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“ 1”。其它字符的顯示原理類同。靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再 控制 LED，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU時間 ； 動態(tài)顯示需要 CPU時刻對顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 CPU 時間多 。動態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)種應(yīng)用最廣泛的一種顯示方式。 CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 位選端 ，而這一端由 I/O控制的，可以自行決定何時顯示哪一位 。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中， 10 每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是 極為短暫的，約 1ms左右，但是由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光余暉效應(yīng)，盡管實際上各位顯示器并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 單片機(jī)對 LED 數(shù)碼管的驅(qū)動方法可以分為串行和并行兩種，分別適用于不同的使用場合，兩者的硬件電路和程序區(qū)別也很大。 數(shù)碼管的 驅(qū)動電路設(shè)