基于单片机的闹钟设计

基于单片机的闹钟设计内容摘要：

另外一般在三端稳压器的输入输出端接一个二极管，用来防止输入端短路时 ,输出端存储的电荷通过稳压器 ,而损坏器件。 图 23 电源电路原理图 显示器 DRIVER 根据需要显示当前时间、用户设置的闹钟时间 或用户通过键盘输入的新时间，同时判断当前时间是否已到 了闹钟时间，实际上是一个多路选择比较器。 多路选择器是数据选择器的别称。 在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做 数据选择器 ，也称多路选择器或 多路开关。 数码管 对于数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。 对于一般的段式液晶屏，需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性差，不适合远距离观看；对于具有驱动电路和单片机接口的液晶显示模块 (字 符或点阵 )，一般多采用并行接口，对单片机的接口要求较高，占用资源多；另外， AT89S51单片机本身无专门的液晶驱动接口。 而数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、响应速度快、防潮防湿性能好、温度特性极性、价格便宜、易于购买等优点，而且有远距离视觉效果，很适合夜间或是远距离操作。 因此，本设计的显示电路采用 7 段数码管作为显示介质。 数码管显示可以分为静态显示和动态显示两种。 由于本设计需要采用三位数码管显示时间，如果静态显示则占用的口线多，硬件电路复杂。 所以采用动态显示。 由于数码管显示时需要的电流 DI 为 520mA，所以限流电阻应该为： ，因此这里选用 8 个  的 电 阻。 8 图 24 显示电路基本原理图 动态显示是一位一位地轮流点亮各位 数码管 ，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。 通常各位 数码管 的段选线相应并联在一起，由一个 8 位的 I/O 口控制；各位的公共阴极位选线由另外的 I/O 口线控制。 动态方式显示时，各 数码管 分时轮流选通，要使其稳定显示必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位 数码管 ，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位 数码管 ，并送出相应的段码，依此规律循环，即可使各位 数码管 显示将要显示的字符，虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够 短就可以给人同时显示的感觉。 2 、 74HC573 选用 SL74HC573 是由于灌电流太大，如果不用 SL74HC573 的话单片机承受不了这么大的灌电流，将无法正常工作。 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管脚一样。 器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。 当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。 当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 输出能直接接到 CMOS， NMOS 和 TTL 接口上 操作电压范围： ~ 低输入电流： CMOS 器件的高噪声抵抗特性 管脚功能图： 9 图 26 74HC573 管脚图 表 21 功能表 输入 输出 输出使能 锁存使能 D Q L H H H L H L L L L X 不变 H X X Z 本设计中有 五 个按键，分别实现 调时、 复位功能。 这 五 个键可以采用中断的方法，也可以采用查询的方法来识别。 对于复位键，主要功能在于数值复位，对于时间的要求 不是很严格，而 调时 键主要用于时间的锁定，需要比较准确的控制。 因此可以考虑，对复位键采用查询的方式，而对于 调时 键采用外部中断。 五 个按键均采用低电平有效。 当按键没有按下时，单片机的 I/O 口直接连接电源，因此需要接上拉电阻来进行限流，本设计中选取阻值为 10kΩ 的电阻作为上拉电阻，根据计算可知此时的灌电流为 ，查看 AT89C51 的资料得知次电流在安全范围内，符合安全设计要求。 按键 2 可以对时钟进行精度为“分”的调时，键 1 为分加，键 2 为分减； 按键 4 可以对时钟进行精度为“分”的定时，键 3 为分加，键 4 为分减； 当时间到达设定好的数字时，蜂鸣器发出蜂鸣声。 按键 5 为复位， 当时钟显示出错时，按下按键 5，此时数码管重置，数码管显示“ 88 88 88”； 10 图 27 调时 按键电路 电路 DS1302 可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录， 能实现数据与出现该数据的时间同时记录。 若采用 单片机 计时，一方面需要采 用计数器，占用硬件资源，另一方面 需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且，某些测控系统可能不允许。 但是，如果在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。 时钟芯片 DS1302 的各引脚功能如下： Vcc1：主电源； Vcc2：备份电源。 当 Vcc2Vcc1+ 时，由 Vcc2 向 DS1302 供电， 当 Vcc2 Vcc1 时，由 Vcc1 向 DS1302 供电。 SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与 输出； I/O：三线接口时的双向数据线； RST 为复位 引脚 ，在读、写数据期间，必须为高， X1 X2 为 32867Hz 晶振管脚，为芯片提供 时钟脉冲。 图 时钟电路 11 软件设计 AT89S5l 内部定时 /计数器 T0 和 Tl 设置为定时器模式 l 工作方式．作为电子时钟及电子 秒表的计时基准。 定时器 T0 产生 10 ms 的中断信号，每经过 1t30次中断，时钟秒位加一，秒位经 60次加一后向时位进位，当时问为 23 时 59分59秒时，秒位再加一后变为 00 时 00 分 00 秒．当按键切换为电子秒表功能时，T0每产生一次中断，十毫秒单元加一，十毫秒单元经过 l0次加一后，百毫秒单元加一。 依次进位可实现最长为 9小时 59 分 59 秒 990 毫秒的秒表计时，可达到分辩 10 ms 的计时精度。 开 始初 始 化 设 置闹 钟闹 铃 判 断显 示 时 间键 盘 扫 描 图 21 主程序框图 主程序（程序见附录 3） 将各部分数值初始化（ 初始化 LED 及 DS1302），将初始化数据给闹钟，闹钟判断，显示时间，键盘识别扫描，再返回给闹钟。 12 第三章 仿真调试 软件仿真 仿真步骤： Keil 和 Proteus 软件。 （最好在。