数字电子时钟的设计 - 图文 下载本文

产生复位所需要的信号将单片机复位,本次设计中的上电位复位电路如图所示。上电时,RST端高电平的维持时间取决于R(lk)和C(22uF)的值。要使单片机可靠的复位,设计中使其维持的时间足够长。如图1-4所示。

图1-4复位电路

3.5按键电路

方案一: 采用阵列式键盘,此类键盘是采用行列式扫描方式,当按键较多时间可以减少占用单片机的I/O数目。

方案二:采用独立式按键电路,每个键单独占用一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响,此类键盘采用端口直接扫描方式。但是当按键较多时占用单片机的I/O数目较多。本系统只需两个按键,因此选择方案二。

如果按键采用中断的话,可以使单片机工作更加灵活、效率更高。由于该系统要用到两个按键,考虑到单片机的中断资源不够,所以就只用外部INT1和INT2中断,及P1.2和P1.3口。电路如图1-5所示。

图1-5按键电路

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3.6显示电路

3.61方案论证

方案一:采用动态显示,这种工作方式是分时轮流选通用数码管的公共端,使得各个数码管轮流导通。当所有的数码管依次显示一遍后,软件控制循环,使每位显示器分时点亮。这种方式不但能提高数码管的发光效率,并且由于各个数码管的字段线是并联使用的,因而大大简化了硬件线路。各个数码管虽然是分时轮流通电,单由于发光数码管具有余辉特性及人眼具有视觉暂留作用,所以适当选取循环扫描频率时,看上去所有数码管是同时点亮的,察觉不出有闪烁现象。

方案二:采用静态显示 数码管工作在静态显示方式下,共阴极或共阳极点连接在一起接地或高电平。每位的段选线与一个8位并行口相连。只要在该位的段选线上保持段选码电平,该位就能保持相应的显示字符。该工作方式常采用串行口设定方式0输出,外接74LS164移位寄存器构成显示电路。

由于该系统用到数码管不多,单片机的I/O口资源够。采用静态显示,一个数码管就就要对应一片74LS164芯片,从编程和提供的硬件等方面综合考虑后,决定采用静态先显示的方法。

采用4片74LS164级联的方法来带动4个数码管显示。分钟的个位的短选线连接到第一片74LS164,分钟的十位的短选线连接在第二片74LS164,小时的个位的段选线连接在第三片74LS164,小时的十位的短选线接在第四片74LS164,第一片的A、B脚由单片机的数字信号P1.7输入,第二片的A、B脚接到第一片的QH,第三片的A、B脚接到第四片的QH,四片74LS164的CLK脚共同接到单片机的时钟信号端P1.5。

发送第1个数据时数据暂存在第一片164芯片中;发送第2个数据时,第1个数据就移到第二片164芯片,而第2个数据就存在第一芯片中;发送第3个数据时,第1个数据就移到第三片芯片,第2个数据就移到第二片芯片,而第3个数据就存在第一片芯片中;发送第4个数据时,第1个数据就移到第四片芯片,第2数据就移到第三片芯片,而3数据就移到第二片芯片,第4数据就移到第一片芯片中。当连续发送完4个数据后,把电源拨到ON时,这时数码管就显示第一次的4个数;依次下去数码管就可以显示全部的数据。如图1-6所示。

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图1-6显示电路LED显示器的结构与原理

3.6.2 LED的结构与原理

下面以最简单的七段数码显示器为例进行说明。通常用的七段数码显示器的内部有8个发光二极管,其中7个发光二极管就组成了数字“8”,剩下一个发光二极管就是这位数字所带的小数点。数码管结构图如图1-7所示。

一般数码管内部有共阴和共阳两种连接方式。共阴就是将各个发光二极管的阴极连接地,共阴数码管如图(1所示。图中一个发光二极管就相当于一个数码管。若给某段加上高电平,那么相对的段就会亮。根据要想现实的数值给各段数码管加上相应的高电平就可以显示不同的数值了。共阳就是将各个发光二极管的阴极一起接在高电平上。公阳数码管如图(3)所示,从图(3)中可以看出共阳的显示器与共阴的显示器有一点区别。图1-7是8段LED数码的结构示意图,其内部实质上8只发光二极管。

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gfGNDabaafedgbcdpbcdefgdpabcdefgdp+5V·edGNDcdp(a)(b)图1-7(1)LED的结构图 图1-7(2)共阴数码 图1-7(3)共

阳数码

由于它内部构造不同,在显示时代码也有所不同,共阴和共阳七段LED段选码表如表1-1和表1-2所示。

表1-1共阴七段LED段选码

显示字符 0 1 2 3 4 数显代码 3FH 06H 58H 4FH 66H 显示字符 5 6 7 8 9

数显代码 6DH 7DH F8H 80H 90H 表1-2共阳七段LED段选码 显示字符 5 2 8 显示代码 92H A4H 80H 显示字符 1 7 4 显示代码 F9H F8H 99H 0 6 3 9 C0H 82H B0H 90H 3.7电源电路

该部分有一个输出电压5V。220V交流市电通过电源变压器变换成交流12V低压,再经过桥式整流电路D1~D4和滤波电容2200uf的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7809的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该

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