多功能電子時鐘設計

李慶江

(菏澤學院教務處，山東 菏澤 274000)

1.引言

單片機早已廣泛應用于多種領域，尤其在智能儀表類中的應用更是如此，不僅引起了產品本身的變革，也深深地影響了設計理念的變革。智能儀表作為一種智能系統(tǒng)，其核心在于單片機?；趩纹瑱C的系統(tǒng)設計，已經(jīng)成為廣大電子設計工程師或相關領域設計者關注的熱點。

2.電子鐘功能介紹

電子時鐘基本功能要求：可調整運行的電子鐘具有兩種工作狀態(tài)：（1）運行狀態(tài)：在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均無效，按 K1、K2鍵有效，按下 K1鍵后，進入調整狀態(tài)；（2）調整狀態(tài)：按K1鍵進入，在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均有效。按下K3鍵，可調整要調節(jié)的數(shù)字的位置狀態(tài)；按下K4鍵，則一次分別對鬧鐘開關，及鬧鐘時、分、秒，時間時、分、秒加一，再按K3退出調整狀態(tài)，進入運行狀態(tài)。

2.1 計時方案

利用AT89S52單片機內部的定時/計數(shù)器進行中斷定時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。該方案節(jié)省硬件成本，且能使讀者在定時/計數(shù)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(tǒng)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。

2.2 鍵盤/顯示方案

AT89S52的P0口和P2口外接由LCD 1601A構成的顯示器，用P0口作為LCD的數(shù)據(jù)口，P2的P2.4、P2.5、P2.6口作為 LCD的控制口，P3.2、P3.3、P2.0、P2.2口外接兩個按鍵K1、K2、K3、K4構成鍵盤電路。

2.3 電子時鐘的原理

一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、校時電路、報時電路和振蕩器組成。主電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖。“時計數(shù)器”采用24進制計時器，可實現(xiàn)對一天24小時的累計。電子時鐘由89C52，1601液晶等構成，采用晶振電路作為驅動電路。電路中唯一的一個控制鍵K1進入中斷模式的功能；再按下K3設置鍵，依次可以實現(xiàn)對鬧鐘開關，時間的時、分、秒，鬧鐘設定的時、分、秒位置的設定；再按下K4調節(jié)鍵可以實現(xiàn)對鬧鐘開關，時間的時、分、秒，鬧鐘設定的時、分、秒的加一調節(jié)。

2.4 鍵盤電路設計

該設計只用了一個鍵盤，但實現(xiàn)的功能卻比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤可以實現(xiàn)小時和分鐘的調節(jié)以及控制是否進入省電模式。當按鍵按下又松開，可以實現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達到省電的目的；直接按下不松開，則可以通過按鍵實現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實現(xiàn)小時的調節(jié)，同樣每按一次小時加一，達到時間調節(jié)的目的。

具體按鍵掃描模塊代碼如下：

unsigned char scan_key()

{skey=0x00； skey|=PRE； skey=skey<<1；skey|=SET； return skey；}

void int0()interrupt0

{TR0=0； IE=0； lcd_wcmd(0x0e)；alarm=1；

update_disbuf(0x50，"alarm："，armhour，armmin，armsec)；

pro_display()；lcd_pos(0x07)；flag=0；vkey=0x03；

while(flag^0x07){skey=scan_key()；if(skey^vkey){delay(10)；skey=scan_key()；if(skey^vkey){vkey=skey；if(skey==0x01){flag++；switch(flag){flag++；case1：lcd_pos(0x41)；breakcase2：lcd_pos(0x44)；break；case 3：lcd_pos(0x47)；break；case4：update_disbuf(0x50，"time："，hour，min，sec)；pro_display()；lcd_pos(0x41)；break；case5：lcd_pos(0x44)；break；case 6：lcd_pos(0x47)；break；default：break；}}if(skey==0x02){pro_key()；}}}lcd_wcmd(0x0c)；lcd_wcmd(0x01)；IE=0x8f；TR0=1； }

鍵掃描程序說明：開始，進行按鍵判斷是否有鍵按下，是的情況下，延時一段時間，繼續(xù)判斷此按鍵是否按下，是的話，保存鍵值及相應處理程序，結束。

通過應用KeiluVision3設計完成軟件編寫調試，就可以實現(xiàn)89c52驅動LCD 1601A電子鐘的軟件設計部分，并生成hex文件。再用usb轉ttl數(shù)據(jù)線把程序寫到89C51，使其具有顯示、調節(jié)、鬧鐘等功能。如進入調整狀態(tài)，按K1鍵進入。在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均有效。如按下K3鍵，調整要調節(jié)的數(shù)字的位置狀態(tài)；按下K4鍵，則一次分別對鬧鐘開關，及鬧鐘時、分、秒，時間時、分、秒加一，再按K3退出調整狀態(tài)，進入運行狀態(tài)。

由于時間是通過軟件來編寫，單片機運行來控制的，而不是硬件控制的，在精度方面受單片機性能和程序的限制，故精度和效率可能不是太精確，不能和專由硬件控制的單片機電子時鐘相比，在這方面存在不足。

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