基于单片机的简易电子钟设计

基于单片机的简易电子钟设计内容摘要：

求，并作出快速响应、及时处理。 这是由片内的中断系统来实现的。 当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处理程序处理中断服务请求。 中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。 图 6 为整个中断响应和处理过程。 图 6 中断响应和处理过程 6 数码管驱动模块 数码管是一种把多个 LED 显示段集成在一起的显示设备。 有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。 共阳型就是把多个 LED 显示段的阳极接在一起，又称为公共端。 共阴型就是把多个 LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。 阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。 通常的数码管又分为 8 段，即 8 个 LED 显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP，其中 DP 是小数点位段。 而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。 即，所有的 A 段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。 数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。 静态显示就是数码管的 8 段输入及其公共端电平一直有效。 动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用 8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。 利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信 号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。 图 7 数码管 本设计采用共阴数码管，显示方式为动态显示，利用数码管的 dp 点将小时、分钟和秒分隔开。 74HC573芯片介绍 74HC573包含八路 D 型透明锁存器，每个锁存器具有独立的 D 型输入，以及适用于面向总线的应用的三态输出。 所有锁存器共用一个锁存使能（ LE）端和一个输出使能（ OE）端。 当 LE为高时，数据从 Dn输入到锁存器，在此条件下，锁存器进入透明模式，也就是说，锁存器的输出状 态将会随着对应的 D输入每次的变化而改变。 当 LE为低时，锁存器将存储 D输入上的信息一段就绪时间，直到 LE的下降沿来临。 当 OE为低时， 8个锁存器的内容可被正常输出；当 OE为高时，输出进入高阻态。 OE端的操作不会影响锁存器的状态。 表 2 74HC573电气参数表 A BCDEFGdp1H 2H 3H4H4L E DA BC DEFGdp1H 2H2L E D6W 5W 4W3W2W 1WA A BBC CD DE EF FG Gdp dp 7 74HC573 参数 74HC573 基本参数 电压 ～ 驱动电流 +/ mA 传输延迟 14 ns@5V 74HC573 其他特性 逻辑电平 CMOS 功耗考量 低功耗或电池供电应用 74HC573 封装与引脚 SO20, SSOP20, DIP20, TSSOP20 74HC573 特征： 1. 输入输出分布在芯片封装的两侧，为微处理器提供简便的接口 2. 用于微控制器和微型计算机的输入输出口 3. 三态正相输出，用于面向总线的应用 4. 共用三态输出使能端 本设计只用到了 74HC573 的驱动作用，来驱动数码管的形，使得数码管更亮，单片机直接控制数码管的位，实现数码管的驱动显示，电路中的应用图如下： OE1D02D13D24D35D46D57D68D79GND10LE11Q712Q613Q514Q415Q316Q217Q118Q019V C C20U274 L S 57 3V C CABCDEFGDPP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07A BCDEFGdp1H 2H 3H4H4L E D A BC DEFGdp1H 2H2L E D6W 5W 4W3W2W 1WA A BBC CD DE EF FG Gdp dp 图 8 74HC573 驱动电路 按键调时模块 单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键 盘每一个 I/O 口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的 I/O 少。 根据本设计的需要这里选用了独立式键盘接法。 独立式键盘的实现方法是利用单片机 I/O 口读取口的电平高低来判断是否有键按下。 将常开按键的一端接地，另一端接一个 I/O 口，程序开始时将此 I/O 口置于高电平，平时无键按下时 I/O口保护高电平。 当有键按下时，此 I/O 口与地短路迫使 I/O 口为低电平。 按键释放后，单片机内部的上拉电阻使 I/O 口仍然保持高电平。 我 们所要做的就是在程序中查寻此 I/O 口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了。 在用单片机对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程，那就是键盘的去抖动。 这里说的抖动是机械的抖动，是当键盘在未按到按下的临界区产生的电平不稳定正常现象，并不是我们在按键时通过注意可以避免的。 这种抖动一般 10~200 毫秒之间，这种不稳定电平的抖动时间对于人来说太快了，而对于时钟是微秒的单片机而言则是慢长的。 硬件去抖动就是用部分电路对抖动部分加之处理，软件去抖动不是去掉抖动，而是避抖动部分的时间，等键盘稳定了再对其处理。 所以这里选择了 软件去抖动，实现法是先查寻按键当有低电平出现时立即延时 10~200 毫秒以避开抖动（经典值为 20 毫秒），延时结束后再读一次 I/O 口的值，这一次的值如果为 1 表示低电平的 8 时间不到 10~200 毫秒，视为干扰信号。 当读出的值是 0 时则表示有按键按下，调用相应的处理程序。 硬件电路如图 9 所示： key1key2key31 23 4K11 23 4K21 23 4K3key01 23 4K0 图 9 键盘控制电路图 本设计的按键功能是：当 K0 按下的时候可以切换小时制，当 K1 按键的时候是小时加一，当 K2 按下的时候分钟加一，当 K3 按下的时候秒清零。 就是通过这 3 个按键实现对 时间的校正。 指示灯模块 指示灯提示模块包括 LED 和限流电阻。 发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的 半导体器件 ，它可以直接把电转化为光；它改变了 白炽灯 钨丝发光与 节能灯 三基色粉发光的原理，而采用 电场 发光。 据分析， LED 的特点非常明显， 寿命 长、 光效 高、。