多功能数字电子时钟设计.doc

多功能数字式电子时钟 设计说明：本设计内容是利用51单片机最小系统设计一个电子时钟，时钟采用24小时制，时、分、秒各采用2个共阳极LED数码管显示。 具体实现的的功能如下： （1）能够正常显示时钟。六个LED数码管依次显示时钟的时、分、秒位。 （2）可以完成键盘采样，实现键值判断； （3）实现简单的键盘功能，例如运行键、暂停键处理。 （4）每当整点时，所有LED闪烁显示，显示次数等于整点数。若为0点钟，则显示正常； （5）实现键盘功能，包括运行键、暂停键、上升键、下降键、切换健、校准健处理。通过键盘来实现时钟的暂停、运行、调时等功能。 该电子时钟主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件部分主要包括：六个七段LED显示器，用来显示时钟的时、分、秒、位。集成电路74LS240（反相器）和PNP型三极管9012，用于增加驱动电流的目的.还有AT89S51单片机以及RC组成的振荡电路。 软件部分则是通过软件编程利用51单片机来控制时钟，使其正常走动及按照我们的设计想法实现上述的：暂停、运行、调时及校准等功能。 设计完成后的电子钟可实现以下功能：当通电后，时钟开始正常走动。当按下键后，时钟暂停运行、再按键时钟开始正常走动。按下键 （六）设计思路 1、显示电路 51单片机与七段LED显示器的接口为动态接口，需使用2组寄存器进行控制。其中，一组寄存器控制几个显示器的七段发光二极管，该寄存器称为段选寄存器；另一组寄存器控制这几个七段显示器的公共端，控制这几个显示器逐个循环点亮。适当的选择循环速度，利用人眼的“视觉暂留”效应，使其看上去好像这几个显示器同时在显示一样，该寄存器称为位选寄存器。 时钟的时、分、秒各用两个共阳极的七段LED显示器来显示，因此共需外接6个七段显示器。所有显示器相同的段并接在一起，由P1口控制。每个显示器的公共端分别由P3口的某一位控制。集成电路74LS240（反相器）只起到增加驱动电流的目的，PNP型三极管9012也是为了增加驱动能力。 由图1-1可知，要使七段显示器的某一段亮，则应使与该段相连的段选寄存器即P1口的某位线输出为‘1’。若使某一段熄灭，则必须输出‘0’。例如要显示数字5，则应使P1口的P1.6～～ 2、软件定时 时钟由定时器T0定时完成。当时钟晶体振荡器为6MHz时，由于TO的最大定时达不到1秒，为便于计算及实现，取定时0.1秒。这样每0.1秒中断一次，中断10次为1秒。0.1秒的定时值为3CB0H。 6个七段显示器对应显示内部RAM 30H～～ 4、键盘处理 针对二级以上任务，该最小系统共设有8个按键：运行键、暂停键、上升键、下降键、切换健、定闹键、校准键及保留功能键。下面分别说明各键功能。 （1）运行键：当系统上电、暂停键按下过、校准键按下过或定闹键按下过等上述情况之一发生时，只有按下运行键，时钟才能正常显示。否则，显示内容与上述各键功能相关。当系统上电，需从0点0分0秒开始显示；暂停和闹钟定时，须从实际时间开始显示；时间校准时，需从校准时间开始显示。 （2）暂停键：当按下暂停键，时钟显示固定在当前值，但内部软件定时正常累计。 （3）上升、下降键：用于时间校准和闹钟定时，对于时、分、秒的调整。 （4）切换键：用于时间校准和闹钟定时，用于选择时、分、秒哪个被调整。按第一下时，选择小时被调整；按第二下时，选择分钟被调整；按第三下时，选择秒被调整；按第四下时，重复第一下的选择，以此类推，如下图所示。 （5）标准键：用于对时间的校准。该键只要被按下，则时间固定显示，由切换键选择时、分、秒，选定后，用上升、下降键调整相应值。 （6）定闹键：用于闹钟定时功能。该键只要被按下，则时间固定显示，但内部继续定时，由切换键选择时、分、秒，选定后，用上升、下降键调整相应值。 （7）保留功能键：用于以后功能扩展。 （七）参考流程图 1、 一级任务 （1）主程序流程图 2、二级以上任务部分软件参考流程图 （1）主程序流程图 （2）中断服务程序：与一级任务大体相同。 （3）键盘采样与处理子程序流程图 （4）标准处理与定闹处理子程序 （5）显示处理子程序 （6）整时闪烁显示：指时钟正常显示为0.4s，然后熄灭所有显示的时间为0.4s，这样一亮一暗，人眼便觉得闪烁一次。若为整N点钟，则闪烁N此，但若为0点整，则不闪烁。整时闪烁显示子程序流程图。 （7）定闹判别子程序 注意事项：（a）当整点到时，若遇到或正在暂停、校准、定闹操作时，则不进行整点闪烁； （b）当整点与定闹时间相同时，则定闹时间到了，进行定闹显示，整点不显示； （c）当备份时间为0点整时，取消定闹判别。 附 录 1 AT89C51管脚图 共阳极LED管脚图  （2）中断处理流程图 重复按