基于单片机数字时钟系统的设计.pdf

科技信息 高校理科研究 基孑单片和数字时钟系统的设计 海南师范大学物理与电子工程学院 曾美云 [摘 要]本文介绍了基于单片机的数字时钟系统。系统采用 24小时时间显示方式，具有时间调整及显示、秒表、整点报时等功能。该 数字时钟能连续、稳定的工作，同时还具有低成本、体积小、功耗低、结构简单、使用方便等特点。 [关键词]单片机 数字时钟 秒表 0．引言 控制下，可以显示不同的字符，由于人眼存在视觉暂留和发光二极管的 时钟 ，从它发明的那天起 ，就成为人类的朋友。随着时间的推移 ，科 余辉效应，只要扫描速度足够快 ，每位的显示间隔时间足够短，就可以 学技术的不断发展 ，人们对时钟的精度要求越来越高，而传统时钟因有 给人同时显示的感觉，不会有闪烁感6[1。具体电路连接如图2所示。 较大的计时误差，已经无法适应高科技领域的要求，因此数字时钟应运 2．系统软件设计 而生了。 2．1系统主程序设计 数字时钟是实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛用于车 通常程序的编写都是对应着相应的流程图来进行的，而且流程图 站、办公室等公共场所，成为人们 日常生活中的必需品。钟表的数字化 中也包含了设计要求，所以流程图的设计直接影响到源程序的设计。主 给人们的生产生活带来了极大的方便，数字时钟的精度，远远超过传统 程序是软件设计的总框架，因此主程序的流程图设计决定了程序的好 时钟，而且钟表的功能也加强了。例如学校上下课时自动打铃的功能、 坏。主程序流程图如图3所示。 电视机的定时关机等，这些都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数 字时钟及推广其应用，有着非常现实的意义。 1．系统硬件设计 系统的硬件电路由单片机的最小系统、按键输入电路和数码管输 出显示电路三个部分组成。 1．1单片机和外围总体电路 本设计使用的是美国Atmel公司的AT89C51单片机 ，它作为控 制系统的核心部件，除了具备数值计算功能外，还具有灵活强大的控制 功能，以便实时检测系统的输入量和控制系统的输出量，实现自动控 制。电路原理图如图 1所示。 图3主程序的流程图 主程序的设计中，在初始化完成后，调用时间显示程序 ，取得时钟 显示，并判断是否要校时，如果不需要校时则判断是否要启动秒表，并 根据当前系统状态调用相应的子程序。这里有三个基本的子程序供调 用，分别对应系统的各种功能状态。分别是整点报时子程序、数字处理 及显示子程序和秒表显示子程序等。 2．2时间控制子程序设计 图1硬件电路图 1．2数码管显示电路 图2数码管输出显示电路 数码管显示电路采用动态显示方式。电路采用了三位共阴的数码 管，即发光二极管的阴极全部连接在一起组成公共端，发光二极管的阳 极则单独引出，当阳极接高电平，相应的数码段发亮。因此只要分别控 制各数码段的发光二极管的亮灭，就可以显示不同的数字了。把2个3 图4定时器 10的程序流程图 位的共阴数码管的a—Dp的各同名端相互连接起来，并把它接到输出口 在时间控制子程序中，使用定时器T0产生中断，首先给T0装入初 上 ，则在每个瞬间数码管只显示相同字符，为了显示不同数字，可让数 值 3CBOH，即产生一次中断要50ms。当T0产生第 1次中断时，Pc指针 码管的位选端受另一信号控制，接到另一个IO／口上，在这两个信号的