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2051的數(shù)字鐘 |
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| 2051的數(shù)字鐘 |
| 作者:佚名 來源:不詳 錄入:Admin 更新時間：2008-7-26 19:53:45 點擊數(shù)：3 |
【字體：
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電路特點
這里介紹的電子鐘，電路可稱得上極簡，它僅使用單片的20引腳單片機完成電子鐘的全部功能，而筆者見到的其它設計方案均采用二片以上的多片IC實現(xiàn)。
電路見圖1。
   51clock2.jpg (35.38 KB)
2007-11-26 23:23
一片20引腳的單片機AT89C2051為電子鐘主體，其顯示數(shù)據(jù)從P1口分時輸出，P3.0~3.3則輸出對應的位選通信號。由于LED數(shù)碼管點亮時耗電較大，故使用了四只PNP型晶體管VT1~VT4進行放大。本來筆者還有一種更簡的設計方案（見圖2），可省去VT1~VT4及R1~R4八個元件，但這種設計由于テ涑隹詰墓噯氳緦饔邢蓿ㄔ?0mA），數(shù)碼管亮度較暗而不向讀者介紹，除非你采用了高亮度的發(fā)光數(shù)碼管。
 51clock3.jpg (29.14 KB)
2007-11-26 23:23
P3.4、P3.5、3.7外接了三個輕觸式按鍵，這里我們分別命名為：模式設定鍵set（P3.4）、時調(diào)整鍵hour（P3.5）、分調(diào)整鍵min（P3.7）。C1、R13組成上電復位電路。VT5及蜂鳴器Bz為鬧時訊響電路。三端穩(wěn)壓器7805輸出的5V電壓供整個系統(tǒng)工作。此電子鐘可與任何9~20V/100mA的交直流電源適配器配合工作，適應性強。
電子鐘功能
1.走時：通過模式設定鍵set選擇為走時，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點為秒點，每秒閃爍一次。
2.走時調(diào)整：通過模式設定鍵set選擇為走時調(diào)整，按下hour鍵對U1、U2的走時“時”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的走時“分”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。
3.鬧時調(diào)整：通過模式設定鍵set選擇為鬧時調(diào)整，按下hour鍵對U1、U2的鬧時“時”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。按下min鍵對U3、U4的鬧時“分”顯示進行調(diào)整（每0.2秒遞加1）。
4.鬧時啟/停設定：通過模式設定鍵set選擇為鬧時啟/停設定，按下min鍵U3的小數(shù)點點亮，鬧時功能啟動；按下hour鍵U3的小數(shù)點熄滅，鬧時功能關停。
由于電路設計得極其簡單，因此豐富的功能只能由軟件完成，這里軟件設計成為了關鍵。下面介紹軟件設計要點。
圖3為主程序狀態(tài)流程。
 51clock1.gif (9.63 KB)
2007-11-26 23:23
運行時建立的主要狀態(tài)標志如下：
flag—掉電標志。掉電后，flag內(nèi)為一隨機數(shù)；重新設定時間后flag內(nèi)寫入標志數(shù)55H。
set—工作模式設定標志。
hour—走時“時”單元。
min—走時“分”單元。
sec—走時“秒”單元。
deda—走時5mS計數(shù)單元
t_hour—鬧時“時”單元。
t_min—鬧時“分”單元。
d_05s—0.5秒位標志。每秒鐘的前0.5秒置1，后0.5秒置0，以使秒點閃爍。
o_f—鬧時啟/停位標志。鬧時啟動置1，鬧時關停置0。
另外將定時器T0設定為5mS的定時中斷。這里晶振頻率為12MHz，因此5mS的初值為-5000，但實際上程序還要作其它運算，使得時間偏長，經(jīng)調(diào)整為-4800后試驗剛好。計時單元deda每次中斷均加1。走時函數(shù)判斷deda>=200時即令秒單元sec加1。同理秒單元sec滿60后令分單元min加1。分單元min滿60后令時單元hour加1。時單元hour滿24后清0。
上電后，首先進行初始化，對各狀態(tài)標志、輸入輸出口及定時器T0進行初始化工作，以適應后面程序的要求。
隨后程序判斷有無set鍵按下，如按下，則set鍵值從0起加1。set鍵值只能從0加到3，然后又回到0。
接下來，根據(jù)鍵值進行散轉。若set=0，運行走時程序；若set=1，進入調(diào)整鬧時時間程序；若set=2，進入調(diào)整走時時間程序；若set=3，顯示已調(diào)好的鬧時時間，同時進入啟/停鬧時程序。
散轉完后，進行判斷掉電標志flag是否等于55H。若不等，說明剛開機上電或運行過程中掉過電，這時四個數(shù)碼管以1Hz的頻率閃爍四個8字，提示時間不準；若相等，說明未掉電，RAM區(qū)內(nèi)容未變化，時間準確。
再下來程序又轉回到初始化之后進行循環(huán)運行。
由于使用了四只數(shù)碼管密集排列，因此只能采用雙面印刷板設計，圖4、5分別為正面（元件面）、反面的印板圖。尺寸3000milx4000mil（7.62cmx10.16cm）。圖6為計算機輸出的三維仿真印制板。
 51clock1.jpg (30.54 KB)
2007-11-26 23:23  51clock2.gif (8.77 KB)
2007-11-26 23:23  51clock3.gif (10.27 KB)
2007-11-26 23:23
元件選用
為了走時準確，晶振X最好選用溫漂小的。四個數(shù)碼管U1~U4可選用發(fā)綠光的，這樣光澤較柔和。蜂鳴器Bz要購買繞線型的電動式蜂鳴器（市場上有一種加電壓即工作的蜂鳴器這里不適用），因驅動信號為脈沖信號。其它元件一般無特殊要求。
使用方法
上電后，四個LED數(shù)碼管閃爍四個8字。
按一下set鍵，閃爍現(xiàn)象消失（此時set=1），U1的小數(shù)點亮，說明此刻可以調(diào)整鬧時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調(diào)整好的數(shù)據(jù)被同時送入RAM區(qū)的鬧時記憶“時”單元t_hour和鬧時記憶“分”單元t_min。
再按一下set鍵，set=2，U2的小數(shù)點亮，此刻可以調(diào)整走時時間。按下hour鍵，U1、U2作加法；按下min鍵，U3、U4作加法。這些調(diào)整好的數(shù)據(jù)也被同步送入RAM區(qū)的“時”記憶單元hour和“分”記憶單元min。
再按一下set鍵，set=3，顯示剛才調(diào)整的鬧時時間，此刻可以選擇啟動/關停鬧時。按下min鍵，o_f位標志置1，U3的小數(shù)點亮，鬧時啟動；按下hour鍵，o_f位標志置0，U3的小數(shù)點滅，鬧時關閉。
若再按一下set鍵，set=0，電路進入走時狀態(tài)，U1、U2顯示小時，U3、U4顯示分。U2的小數(shù)點作秒點閃爍。
在鬧時啟動的情況下，走時到達設定鬧時，則蜂鳴器Bz鳴響一分鐘進行提醒。
附：用C51編寫的源程序清單（已由實驗板運行通過）
;***這個程序是C的，我看不懂*** 復制內(nèi)容到剪貼板 代碼:#include /*包含器件配置文件*/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
char DATA_7SEG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,};/*0~9的數(shù)碼管段碼*/
uchar hour=0,min=0,sec=0; /*時、分、秒單元清零*/
uchar deda=0; /*5mS計數(shù)單元清零*/
uchar t_hour=0,t_min=0; /*鬧時時、分單元清零*/
bit d_05s=0; /*0.5秒標志*/
bit o_f=0; /*鬧時啟/停標志*/
uchar set=0; /*模式設定標志*/
uchar m=0;
uchar flag=0; /*RAM掉電標志*/
void delay(uint k); /*延時子函數(shù)*/
void conv(); /*走時單元轉換*/
void p_out(); /*判別鬧時到否子函數(shù)*/
void dirve(); /*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void t_dirve(); /*鬧時時間輸出驅動子函數(shù)*/
/*鬧時啟/停子函數(shù)*/
void time1_of()
{uchar m;
if(P3_7==0)delay(1);
if(P3_7==0)o_f=1;
for(m=0;m<30;m++)
{
t_dirve();
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay(1);
if(P3_1==0){if(o_f==1)P1_7=0;}else P1_7=1;
delay(1);
}
if(P3_5==0)delay(1);
if(P3_5==0) o_f=0;
for(m=0;m<30;m++)
{
t_dirve();
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay(1);
if(P3_1==0){if(o_f==1)P1_7=0;else P1_7=1;}
delay(1);
}
}
/*走時函數(shù)*/
void time()
{
conv(); /*走時單元轉換*/
dirve(); /*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
p_out(); /*判別鬧時到否子函數(shù)*/
}
/*定時器T0 5mS初始化*/
void init_timer()
{
TMOD=0x01;
TH0=-(4800/256);
TL0=-(4800%256);
IE=0x82;
TR0=1;
}
/*掃描按鍵子函數(shù)*/
void scan_key()
{
delay(1);
if(P3_4==0)set++;
if(set>=4)set=0;
if(set==1)flag=0x55;
F0:if(P3_4==0)goto F0; /*按鍵未釋放，在此等候*/
}
/*延時子函數(shù)*/
void delay(uint k)
{
uint i,j;
for(i=0;i<K;I++){< DIV>
for(j=0;j<121;j++)
{;}}
}
/*5mS定時中斷服務子函數(shù)*/
void zd(void) interrupt 1
{
TH0=-(4800/256);
TL0=-(4800%256);
deda++;
}
/*調(diào)整走時時間*/
void time_adj()
{uchar m;
if(P3_5==0)delay(1);
if(P3_5==0)hour++;
if(hour==24)hour=0;
for(m=0;m<30;m++)
{
dirve();
if(P3_2==0)P1_7=0;
else P1_7=1;
delay(1);
}
if(P3_7==0)delay(1);
if(P3_7==0)min++;
if(min==60)min=0;
for(m=0;m<30;m++)
{
dirve();
if(P3_2==0)P1_7=0;
else P1_7=1;
delay(1);
}
}
/*調(diào)整鬧時時間*/
void time1_adj()
{uchar m;
if(P3_5==0)delay(1);
if(P3_5==0)t_hour++;
if(t_hour==24)t_hour=0;
for(m=0;m<30;m++)
{
t_dirve();
}
if(P3_7==0)delay(1);
if(P3_7==0)t_min++;
if(t_min==60)t_min=0;
for(m=0;m<30;m++)
{
t_dirve();
}
}
/*時、分、秒單元及走時單元轉換*/
void conv()
{
if(deda<=100)d_05s=0;
else d_05s=1;
if(deda>=200){sec++;deda=0;}
if(sec==60){min++;sec=0;}
if(min==60){hour++;min=0;}
if(hour==24){hour=0;}
}
/*走時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void dirve()
{
P1=DATA_7SEG[hour/10];P3=0xf7;delay(1);
P1=DATA_7SEG[hour%10];P3=0xfb;delay(1);
if(d_05s==1){if(P3_2==0)P1_7=0;else P1_7=1;}
delay(1);
P1=DATA_7SEG[min/10];P3=0xfd;delay(1);
if(o_f==1){if(P3_1==0)P1_7=0;else P1_7=1;delay(1);}
P1=DATA_7SEG[min%10];P3=0xfe;delay(1);
}
/*鬧時時間輸出驅動子函數(shù)*/
void t_dirve()
{
P1=DATA_7SEG[t_hour/10];P3=0xf7;delay(1);
if(P3_3==0)P1_7=0;else P1_7=1;
delay(1);
P1=DATA_7SEG[t_hour%10];P3=0xfb;delay(1);
P1=DATA_7SEG[t_min/10];P3=0xfd;delay(1);
P1=DATA_7SEG[t_min%10];P3=0xfe;delay(1);
}
/*判別鬧時到否子函數(shù)*/
void p_out()
{
if(o_f==1){
if(t_hour==hour){if(t_min==min)
if(P3_0==0){P1_7=0;delay(1);}
else P1_7=1;
}
}
}
/*主函數(shù)*/
void main()
{
init_timer(); /*定時器T0初始化*/
while(1) /*無限循環(huán)*/
{
if(P3_4==0)scan_key(); /*有按鍵，調(diào)用按鍵掃描子函數(shù)*/
switch(set) /*根據(jù)set鍵值散轉*/
{
case 0:time();break; /*走時時間程序*/
case 1:time1_adj();break; /*鬧時時間調(diào)整*/
case 2:time_adj();break; /*走時時間調(diào)整*/
case 3:time1_of();break; /*啟/停鬧時*/
default:break; /*其它退出*/
}
if(flag!=0x55) /*判斷掉電標志*/
{for(m=0;m<100;m++) /*點亮四個8字400mS*/
{
P1=0x80;P3=0xf7;delay(1);
P1=0x80;P3=0xfb;delay(1);
P1=0x80;P3=0xfd;delay(1);
P1=0x80;P3=0xfe;delay(1);
}
P1=0xff;P3=0xff;delay(400); /*熄滅四個8字400mS*/
}
}
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