基于單片機的電子時鐘6位led數碼管顯示設計

一。功能要求

1.數字電子時鐘最主要是LED數碼管顯示功能，以24小時為一個周期，顯示時

間時、分、秒。

2.具有校時功能，可以對時、進行單獨校對，使其校正到標準時間。

二。方案論證

1.數字時鐘方案

數字時鐘是本設計的最主要的部分。根據需要，可利用兩種方案實現。

方案一：本方案采用Dallas公司的專用時鐘芯片DS12887A。該芯片內部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網電壓不足或突然掉電等突發情況下仍能正常工作，芯片內部包含鋰電池。當電網電壓不足或突然掉電時，系統自動轉換到內部鋰電池供電系統。而且即使系統不上電，程序不執行時，鋰電池也能保證芯片的正常運行，以備隨時提供正確的時間。

方案二：本方案完全用軟件實現數字時鐘。原理為：在單片機內部存儲器設三個字節分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結合實現1秒定時中斷，每產生一次中斷，存儲器內相應的秒值加1；若秒值達到60，則將其清零，并將相應的分字節值加1；若分值達到60，則清零分字節，并將時字節值加1；若時值達到24，則將十字節清零。該方案具有硬件電路簡單的特點。但由于每次執行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。而且，由于是軟件實現，當單片機不上電，程序不執行時，時鐘將不工作。

基于硬件電路的考慮，本設計采用方案二完成數字時鐘的功能。

2.數碼管顯示方案

方案一：靜態顯示。所謂靜態顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應的發光二極管恒定的導通或截止。該方式每一位都需要一個8 位輸出口控制。靜態顯示時較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但當所顯示的位數較多時，靜態顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費。

方案二：動態顯示。所謂動態顯示就是一位一位的輪流點亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導通電流有關，也于點亮時間與間隔時間的比例有關。調整參數可以實現較高穩定度的顯示。動態顯示節省了I/O口，降低了能耗。

從節省I/O口和降低能耗出發，本設計采用方案二。

3 。計時方案

利用AT89S51單片機內部的定時/計數器進行中斷時，配合軟件延時實現時、分、秒的計時。該方案節省硬件成本，且能使讀者在定時/計數器的使用、中斷及程序設計方面得到鍛煉與提高，對單片機的指令系統能有更深入的了解，從而對學好單片機技術這門課程起到一定的作用。

4. 控制方案

AT89S51的P0口和P2口外接由八個LED數碼管（LED8～LED1）構成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口，P2口作八個LED數碼管的位控輸出線，P1口外接四個按鍵A、B、C構成鍵盤電路。

AT89S51 是一種低功耗，高性能的CMOS 8位微型計算機。它帶有8K Flash 可編程和擦除的只讀存儲器（EPROM），該器件采用ATMEL的高密度非易失性存儲器技術制造，與工業上標準的80C51和80C52的指令系統及引腳兼容，片內Flash 集成在一個芯片上，可用與解決復雜的問題，且成本較低。簡易電子鐘的功能不復雜，采用其現有的I/O便可完成，所以本設計中采用此的設計方案。

三。系統硬件電路的設計

根據以上的電子時鐘的設計要求可以分為以下的幾個硬件電路模塊：單片機模塊、數碼顯示模塊與按鍵模塊，模塊之間的關系圖如下面得方框電路圖1所示