日历电子钟设计有整点报时功能

发布时间：2024-11-25

第22卷第1期

2004

西安航空技术高等专科学校学报

JournalofXi’anAerotechnicalCollege

Vol122No11Jan.2004

年1月

日历电子钟的设计

贡雪梅

(西安航空技术高等专科学校电气工程系,陕西西安710077)

摘　要:大屏幕显示的时间日历钟的制作,要从元器件的选取、电路的设计制作、,而所用的时钟日历芯片DS12C887具有精度高、功能强、,,,性价比高,同时功能也很强。

关键词:单片机;时钟日历芯片;驱动

中图分类号:TH7141513　文献标识码:A

)01-0020-04

　　随着社会的进步,,时间的

,大屏幕的时钟随处可见、维修麻烦、不便于技术更新。采用单片机AT89C51和时钟日历芯片DS12C887设计、制作的日历电子钟,可以很方便的由软件编程进行功能的调整或增加,具有技术更新周期短、成本低、开放灵活等优点。本文分别介绍了系统硬件设计和软件设计等。

1.1.1　单片机AT89C51简介

1　系统硬件设计

硬件分为五大模块:单片机控制模块、日历时钟

模块、显示驱动模块、电源模块、显示模块。原理框图如图1:

图1　原理框图

下面分模块介绍

1.1　单片机控制模块

本系统的控制部件由单片机来承担,选用的是

AT89C51,它是ATMEL公司生产的一种带4KB快闪E2PROM、128BRAM、低功耗、高性能的八位微控制器。其内核及引脚与INTEL公司的MCS-51基本兼容。

AT89C51具有以下一些标准特性:4K字节的快闪存储器,128BRAM,2个16位定时器/计数器,5个两级中断源结构,一个全双工串行口,片内振荡器和时钟电路。如图2是本系统的单片机控制电路:

1.1.2电路分析

单片机控制模块电路由单片机AT89C51、复位电路、时钟电路、按键电路组成。复位采用上电复位方式,由C3和R1组成,电容和电阻的合理选择是上电时可靠复位的关键。

时钟电路采用12M晶振,C1、C2用于稳定晶振。按键电路由按键S1、S2及上拉电阻R3、R4组成。S1为“设置”键,S2为“加”键。按下键时给单片机一个低电平,使单片机中断,以响应按键。1.2　日历时钟模块

1.2.1日历时钟芯片DS12C887简介

DS12C887是美国DALLAS公司生产的实时日历时钟芯片,具有秒、分、时、星期、日、月、年计数功能,且可润年调整,内部有14字节的时钟与控制寄存器,分别用于设置DS12C887的工作方式和时间

Ξ收稿日期:2003-11-28

贡雪梅:日历电子钟的设计12

两个数据,将11位时间数据分为6组。第一组:秒个位、秒十位;第二组:分个位、分十位;第三组:时个位、时十位;第四组:周;第五组:日个位、日十位;第六组:年个位、年十位。每次输出一组数据,分六次输出(一个扫描周期)。采用7段显示,所以74LS164的Q0管脚悬空,第一片74LS164的Q7脚作为第二片的输入。ULN2003将74LS164的输出作为输入驱动输出。位驱动电路分析:

图2　单片机控制电路

值。

特点:▲在没有外部电源的情况下可工作10年▲自带晶体振荡器及里电池▲可计算到2100日月、▲▲有12小时和小时两种制式,12小时制有AM和PM提示

▲数据/地址总线复用▲内建128BRAM,14B时钟控制寄存器,114B通用RAM

▲可编程方波输出、总线兼容中断▲三种可编程中断:─时间性中断,可产生每秒一次至每天一次中断

─周期性中断122ms到500ms─时钟更新结束中断1.3　显示驱动模块由于本次设计显示部分的特殊性,要求其驱动电路有很强的驱动能力。为此选择了具有大电流驱动能力的集成7达林顿管的驱动芯片ULN2003,用来驱动显示屏的段码。位码驱动要求比段码驱动强6倍,采用NPN三极管9013和PNP三极管9012组成达林顿管,驱动能力增强。采用复合连接方式,将两只或更多只晶体管的极电极连在一起,而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极,依次级连而成,最后引出E、B、C三个电极。如图3所示,hFE=hFE1 hFE2。

ULN2003是7共发射极达林顿驱动器,最大工

作电压可达到50V,每极最大输出电流可达到500mA。电路由两片移位寄存器74LS164,两片ULN2003和14个限流电阻构成。74LS164将从AT89C51串行口获得的数据并行输出。一次输出

图3　达林顿管

由于采用动态扫描显示方式,每次显示需要6

次输出,所以位驱动电路的驱动能力要比段驱动强6

倍。所以用9013和9012采用复合方式连接在一起组成达林顿管,电流放大倍数为两管电流放大倍数的乘积,驱动能力大大增强。从P1口获得位选信号驱动输出,依次对应显示屏的秒、分、时、周、日、月、年。1.4　电源模块

此电路将～220V电压经过二极管全波整流、电容滤波、7805稳压输出稳定的5V直流电压为整个电路提供电源,四个IN4007组成桥式整流电路,电容C用于滤波,L7805将经过整流滤波的电压稳定在5V输出。1.5　显示模块显示模块由11位LED构成,LED的每一段由4个发光二极管串接而成,以增强发光亮度。将11位显示位分为两组,个位(包括周)为一组,十位为一组。个位组复用个位74LS164的输出线,十位组复用十位74LS164的输出线。

2　软件设计及调试

本章重点讲述本系统的软件部分,分析了软件结构及流程,介绍了调试过程中出现的问题及解决办法。通过本章的阅读,读者可以对本系统的工作过程有一个清晰的了解。2.1　程序结构

22西安航空技术高等专科学校学报

结合硬件电路及系统功能编制程序,可大致将程序分为三大模块:

主程序(MAIN):主要完成T0/T1、串行口、中断、DS12C887的初始化及调用子程序的功能。

子程序:

显示子程序(DPY):扫描显示时间值1ms延时子程序(DLY):显示延时

DS12C887初始化子程序(INIT):设置工作方式及时间

子程序字符闪烁子程序(FLASH):提示待修改的位

10ms延时子程序(DL10ms):判键闭合延时T15秒定时开启子程序(INITT1):有按键后开始5秒定时

解译子程序(DCD):对压缩型BCD为共阴极码

中断服务程序: