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1、-. z-时钟，自从它创造的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断开展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民效劳，怎样让我们的老朋友焕发青春呢.这就要求人们不断设计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进展时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常
2、重要的作用，是保证系统正常工作的根底。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，*1203等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍用单片机部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89S51
3、芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。第一章 方案论证与比拟2.1数字时钟方案数字时钟是本设计的最主要的局部。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。该芯片部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压缺乏或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片部包含锂电池。当电网电压缺乏或突然掉电时，系统自动转换到部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间
4、。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器相应的秒值加1；假设秒值到达60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；假设分值到达60，则清零分字节，并将时字节值加1；假设时值到达24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。2.2数码管显示方案方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显
5、示*一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。. z-第二章 系统设计
6、3.1总体设计3.1.1系统说明利用单片机AT89S51制作简易电子时钟，由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个位。6个PNP管9012分别控制六个数码管的亮灭，一个按键用于时间调整。3.1.2系统框图图3-13.2模块设计电源局部图3-2如图3-2所示，从外部引入4.5V的直流电，为单片机、复位电路提供电源。复位电路图3-3如图3-3所示，复位电路主要由型号为1N4148的二极管，型号为10UF/16V的电解电容，型号为104的瓷片电容，10K的电阻以及按键S1构成，S1接芯片的相应引脚RST，当开关按下时引脚RST为高电平1，断开时引脚为低电平0
7、。程序下载接口图3-4如图3-4所示，由AT89S ISP构成的两排十针下载口，板图上有一个小方框，为1号引角；下载线的凸口为正方向，凸口的右侧边的第一个插孔为1号引角。位选局部图3-5图3-5为位选电路，三极管的集电极接数码管的公共端，当P2口对应的引脚输出高电平时三极管导通，对应的数码管显示数据。这样，在同一时刻，6位LED中只有选通的那1位显示出字符，而其他5位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，而其他个位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使各位显示出将要显示
8、的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成多位同时亮的假象，到达同时显示的效果。数码管的连接电路. z-图3-6图3-6为数码管的引脚图，每位的段码线a,b,c,d,e,f,g,dp分别与1个8位的锁存器输出相连，由AT89S51控制组合09十个数据，如令其显示1则b,c引脚即2，3引脚送高电平，此时数码管显示1。由于各位的段码线并联，8位I/O口输出段码对各个显示位来说都是一样的。. z-控制局部图3-7AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，
9、片含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。AT89S51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节部RAM，32I/O口线，看门狗WDT，两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断构造，一个全双工串行通信口，片振荡器及时钟电路。如图3-7所示，AT89S51有40引脚，双列直插DIP封装，所用引脚功能如下：1. VCC 运行时加4.5V2. GND 接地3. *TAL1 振荡器反相放大器及部时钟发生器的输入端4. *TAL2 振荡器反相放大器的输出端5. RST
10、 复位输入，高电平有效，在晶振工作时，在RST引脚上作用2个机器周期以上的高电平，将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFT AU*R的DISRTO位地址8EH可翻开或关闭该功能。DISRTO位缺省为RESET输出高电平翻开状态。6. EA/VPP 片外程序存储器允许信号。欲使CPU仅外部程序存储器地址为0000H-FFFFH，EA端必须保持低电平接地，如果EA端为高电平接Vcc端，CPU则执行部程序存储器中的指令。7. P1口,P2口P1，P2是一组带部上拉电阻的8位双向I/O口。运行时通过P1口控制驱动电路的工作，将数据送到数码管，显示相应的段码，为了到达减少功耗或满足端口
11、对最大电流的限制，应加上一限流电阻。P2.0P2.5口控制数码管的位选，使六个数码管轮流显示数据，等于1时位选三极管导通，等于0 时位选三极管截止。8. 无自锁开关S2P3.7开关接相应引脚P3.7，当开关按下时，相应引脚为低电平0，断开时引脚为高电平1。第三章 原理图与PCB图图4-1图4-2第四章 软件设计5.1程序流程图主程序开场设定定时器常数，开中断显示时间到1秒.T0中断现场保护重装定时器初值满20次否.满24小时否.满60秒否.满60分否.恢复现场时值加1时缓冲单元清零秒值加1分缓冲单元清零秒缓冲单元清零分值加1完毕时钟调整程序关闭显示，省电状态分钟闪烁，调时状态分值加1按键S2时
12、间t1时值=24.按键S2时间t0.5按键S2时间t0.5时钟闪烁，调时状态分值=60.分值清零时值加1时值清零返回显示S2是否按下5.2源程序表5-1 P1口对应段码及数值：显示数字P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.016进制代码dpgfedcba0001111113FH10000011006H2010110115BH3010011114FH40110011066H5011011016DH6011111017DH70000011107H8011111117FH9011011116FH; ; 中断入口程序;ORG 0000H;程序执行开场地址LJMP START;跳到标号START执行ORG 0003H;外中断0中断程序入口RETI;外中断0中断返回ORG 000BH;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0;跳至INTTO执行ORG 0013H;外中断1中断程序入口RETI ;外中断1中断返回ORG 001BH;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1;跳至INTT1执行ORG 0023H;串行中断程序入口地址RETI;串行中断程序返回; 主 程 序 ; START: MOV R0,*70H ;清70H-7AH共11个存单元 MOV R7,*0BH ;clr P3.7; CLEARDISP: MOV R0,*00H ; INC
