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      基于AT89C51 單片機的數(shù)字鐘設(shè)計

      2013-08-12 00:56:36楊建成
      實驗科學與技術(shù) 2013年2期
      關(guān)鍵詞:主程序流程圖鐘表

      楊建成

      (臺州學院 物理與電子工程學院,浙江 臺州 318000)

      隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,以單片機為核心設(shè)計的數(shù)字鐘越來越受到人們喜愛。因其具有功能強、體積小、功耗低、價格便宜、工作可靠等特點,廣泛應用于自動控制、智能化儀器儀表等各個領(lǐng)域。一個完整的數(shù)字鐘電路就是一個單片機的最小系統(tǒng),該系統(tǒng)由鍵盤輸入電路、單片機、晶振、復位電路和LED 顯示電路幾個方面構(gòu)成[1]。數(shù)字鐘采用數(shù)字電路實現(xiàn)時、分、秒計時,應用非常廣泛。由于集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便,而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能,諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動啟閉路燈、定時通斷動力設(shè)備,甚至各種定時電氣的自動啟用等,所有這些,都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此,研究數(shù)字鐘設(shè)計及其應用,有著非?,F(xiàn)實的意義。

      1 系統(tǒng)框圖簡介

      系統(tǒng)設(shè)計中用到AT89C51 單片機的部分功能[2]:包括內(nèi)部定時器,鍵盤擴展,程序中斷,串口通信等。用一個四聯(lián)體的共陰極八段顯示器,可通過一個輸入輸出口作為顯示器數(shù)據(jù)發(fā)送端;另一個輸入輸出口的四位作為顯示器各位的片選信號,另四位作為鍵盤擴展口使用,采用一個頻率為11.059 2 MHz 的晶振構(gòu)成時鐘電路,系統(tǒng)原理如圖1 所示。

      圖1 數(shù)字鐘原理框圖

      2 系統(tǒng)硬件Protel 99 SE 電路圖

      圖2 是在protel 99 se 環(huán)境下完成的。該電路主要由單片機p1 口8 位輸出,驅(qū)動四連體數(shù)碼管工作,顯示相應位的時間。該電路具有手動清零、校準,暫停等功能,計時準確,功能完善。

      3 系統(tǒng)主程序流程圖

      此系統(tǒng)使用單片機內(nèi)部計數(shù)器的定時功能,具體內(nèi)容為:工作方式選擇位,設(shè)置為方式2;計數(shù)/定時方式選擇位,設(shè)置為定時工作方式,定時器每100 μs 中斷一次,在中斷服務程序中,對中斷次數(shù)進行計數(shù),100 μs 計數(shù)1 000 次就是1 s 然后再對秒計數(shù)得到分和小時值,并送入顯示緩存。主程序流程圖如圖3 所示。

      圖2 系統(tǒng)硬件電路原理圖

      圖3 主程序流程圖

      圖4 數(shù)字鐘實物圖

      4 實物調(diào)試結(jié)果

      該數(shù)字鐘在調(diào)試階段具有穩(wěn)定可靠、抗干擾性能好等優(yōu)點,啟動、停止時顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定,且數(shù)據(jù)不會發(fā)生抖動現(xiàn)象。調(diào)試階段還與一手機計時器進行對比測試,經(jīng)過一個多小時的對比數(shù)據(jù)顯示,計時分秒不差,所以具有一定的實用價值。數(shù)字鐘實物圖如圖4 所示。

      5 結(jié)束語

      基于單片機設(shè)計的數(shù)字鐘精確度較高,在程序的執(zhí)行過程中,任何外界因素都不會影響機器本身內(nèi)部定時器的正常計數(shù)。數(shù)字鐘的精度僅僅取決于單片機的產(chǎn)生機器周期電路和定時器T/D 硬件電路;另外,程序較為簡潔,具有可靠性和較好的可讀性。在實際實時控制系統(tǒng)中,只要對上述程序和硬件電路稍加修改,便可達到目的,因而在實際工作與生產(chǎn)中應用非常普遍。

      [1]孫育才.MCS-51 系列單片機微型計算機及應用[M].南京:東南大學出版社,1997:23-34.

      [2]何立民. 單片機應用系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京:北京航空航天大學出版社,1999:60-62.

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