電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、電子鐘的設(shè)計(jì)1.序言1.1 系統(tǒng)開發(fā)背景隨著電子科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已被一些高檔的電子時(shí)鐘所取代，與傳統(tǒng)的時(shí)鐘相比，電子時(shí)鐘融合了掛歷和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，能晝夜清晰顯示，集年、月、日、時(shí)、分、秒、日期、農(nóng)歷、氣溫于一體，外觀新穎，造型別具一格。除此之外由于掛歷以及一些傳統(tǒng)電子表的制作成本相對(duì)較高，其銷售價(jià)格也大多在530元之間，而一個(gè)電子時(shí)鐘的價(jià)格也在這之間，但是掛歷只能用一年，傳統(tǒng)電子表又不能顯示年、月、日，而電子時(shí)鐘則不一樣，由于它可以自動(dòng)識(shí)別閏年、公歷、農(nóng)歷、大小月份、農(nóng)歷，星期能自動(dòng)對(duì)應(yīng)公歷無須調(diào)整。對(duì)若干年前后的日期都可以查詢，但考慮到其壽命原因，至少也可用58年。在價(jià)格相差不大的情

2、況下，電子時(shí)鐘的性價(jià)比顯然要高的多，就其閱讀功能而言，電子時(shí)鐘閱讀起來更加方便，同時(shí)他還有鬧鈴和顯示溫度的功能，這比傳統(tǒng)的掛歷以及電子表要強(qiáng)大的多。其實(shí)現(xiàn)的方法也很簡(jiǎn)單，用一個(gè)單片機(jī)和數(shù)個(gè)數(shù)碼管就可以實(shí)現(xiàn)，由此可見，電子時(shí)鐘的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值要比掛歷以及電子表要高的多，電子時(shí)鐘取代傳統(tǒng)的掛歷以及傳統(tǒng)電子表已成為不可抵擋的趨勢(shì)。因此開發(fā)一個(gè)電子時(shí)鐘就必須要了解單片機(jī)和數(shù)碼管的原理和功能等，下面一節(jié)我們將簡(jiǎn)單介紹一下單片機(jī)和數(shù)碼管。1.2 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹與安裝1.2.1 pic系列單片機(jī)開發(fā)工具mplab的組成 mplab是一個(gè)集成了多種單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)工具軟件于一體的、功能完備的軟件包，是pic

3、單片機(jī)編程開發(fā)的重要工具。在此僅對(duì)其中的5種工具軟件簡(jiǎn)要介紹如下： project manager（工程項(xiàng)目管理器）工程項(xiàng)目管理器是mplab的核心部分，用于創(chuàng)建和管理工程項(xiàng)目，為開發(fā)人員提供自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便的符號(hào)化（屏幕上的指令、指令地址、常數(shù)、變量、寄存器等均用表義性和可讀性很強(qiáng)的符號(hào)代表和標(biāo)識(shí)）調(diào)試工作平臺(tái)。 mplab editor（源程序編輯器）源程序編輯器是一個(gè)全屏幕文本編輯器，用于創(chuàng)建和修改匯編語言源程序文件。源程序文件以純文本格式保存，其文件擴(kuò)展名為“.asm”。 mpasm assembler（匯編器）用于將匯編語言源程序文件（.asm）匯編成機(jī)器語言目標(biāo)程序文件（.h

4、ex），并負(fù)責(zé)查找語法錯(cuò)誤和格式錯(cuò)誤等一些淺層次簡(jiǎn)單錯(cuò)誤。 mplab-sim software simulator（軟件模擬器）軟件模擬器是一種代替價(jià)格較貴的hardware emulstor（硬件仿真器）的調(diào)試工具，也是一種非實(shí)時(shí)、非在線的純軟件的調(diào)試工具。借助這個(gè)在微機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的工具軟件，我們可以不需要任何額外的附加硬件，僅用軟件的手段，來模仿pic系列單片機(jī)的指令的執(zhí)行和信號(hào)的輸入/輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶自編單片機(jī)源程序的模擬運(yùn)行、功能調(diào)試和深層次邏輯錯(cuò)誤查找。因此可以說，這為學(xué)習(xí)和應(yīng)用pic系列單片機(jī)的人們提供一種虛擬的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。對(duì)于單片機(jī)初學(xué)者來說，不用花錢也可以實(shí)現(xiàn)邊學(xué)邊練的夢(mèng)想

5、；對(duì)單片機(jī)開發(fā)者來說，可以縮短開發(fā)周期和降低成本 ?？傊?，它是一種許多其他型號(hào)系列單片機(jī)很少配備的、性能價(jià)格比較高的程序調(diào)試工具。不過，它也存在一定的局限性：一是它還不能模擬pic16f87x片內(nèi)少數(shù)功能特殊的外圍模塊；二是它不能幫我們查找目標(biāo)板上的電路錯(cuò)誤；三是它執(zhí)行速度慢而只能適合調(diào)試那些實(shí)時(shí)性要求不高的程序。 mplab-icd debugger(在線調(diào)試工具icd的支持程序)這是一種專門與icd配合使用的支持程序。icd是microchip公司專為pic16f87x設(shè)計(jì)的一種廉價(jià)的在線調(diào)試工具套件。另外，還包含一些其他工具軟件。例如：程序模塊連接器、庫程序管理器、c語言編譯器、硬件在線

6、仿真器的支持程序、目標(biāo)程序燒錄器的支持程序、在dos操作系統(tǒng)下運(yùn)行的匯編器等等。1.2.2 mplab的安裝為了使mplab能夠順利安裝和可靠地運(yùn)行，對(duì)于所用的微機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)起碼地要求。既安裝和運(yùn)行mplab所需的最小計(jì)算機(jī)配置為： cpu為intel486或型號(hào)更先進(jìn)的處理器； 操作系統(tǒng)為microsoft windows98/2000或windowsxp；顯示器為vga（建議使用svga）；內(nèi)存容量應(yīng)不小于8mb（建議32mb）；可利用的硬盤空間不小于20mb； 配有鼠標(biāo)。下面我們介紹在windowsxp操作系統(tǒng)之下，安裝mplab的過程。首先將microchip公司提供的光盤放入光驅(qū)內(nèi)，

7、點(diǎn)擊“我的電腦”會(huì)出現(xiàn)光盤的標(biāo)志符 ，右擊此標(biāo)志符一次，再點(diǎn)擊“打開”，找到了文件夾“tools”，右擊此文件夾，點(diǎn)擊打開，找到“download”的文件夾，右擊打開此文件夾，找到mplab-ide的文件夾，同樣右擊打開此文件夾，會(huì)出現(xiàn)mplv5xx的文件夾，再打開這個(gè)mplv5xx的文件夾，就出現(xiàn)了mp57full的安裝文件，打開文件就進(jìn)入了如圖1.2.1的安裝對(duì)話框。圖1.1 進(jìn)入mplab安裝的對(duì)話框 點(diǎn)擊next兩次，進(jìn)入了如圖1.2.2所示的對(duì)話框，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊去掉一些暫時(shí)用不到的程序左邊的鉤號(hào)。點(diǎn)擊兩次“next”，就出現(xiàn)了圖1.2.3的對(duì)話框，在這里點(diǎn)擊“browse”鍵即可選擇你

8、想安裝mplab的地方，選擇好后就點(diǎn)擊“next”，直到出現(xiàn)圖1.2.4的準(zhǔn)備好安裝mplab的對(duì)話框，點(diǎn)擊“next”就開始安裝了。 圖1.2 mplab組件選擇對(duì)話框 圖1.3 選擇安裝mplab的路徑 圖1.4 準(zhǔn)備好安裝mplab的對(duì)話框安裝完成后，mplab會(huì)自動(dòng)在windowsxp“開始”按鈕的“程序”組中，建立一個(gè)“microchip mplab”程序組。至此mplab的系統(tǒng)文件已經(jīng)安裝完畢。用戶可在硬盤驅(qū)動(dòng)器c：program filesmplab目錄下，建立一個(gè)新的子目錄work作為我們的工作目錄，存放我們?cè)趯W(xué)習(xí)和操作過程中產(chǎn)生的各種文件。如果日后不打算使用mplab，想清除

9、其占用的硬盤空間，mplab自帶了卸載程序c：program filesmplabunwise32.exe,運(yùn)行它即可將mplab全部徹底地自動(dòng)刪除干凈。1.2.3 mplab-icd在線調(diào)試工具套件及其應(yīng)用mplab-icd是microchip公司針對(duì)其pic系列單片機(jī)中，近期推出的具有片內(nèi)flash程序存儲(chǔ)器的pic16f87x系列單片機(jī)，所研制的一套廉價(jià)的學(xué)習(xí)和開發(fā)工具套件。mplab-icd可以用于實(shí)驗(yàn)階段的評(píng)估和輔助調(diào)試。它既是一個(gè)編程器（即程序燒寫器），又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。用它可以代替在單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)過程中常用的兩種工具硬件在線實(shí)時(shí)仿真器和程序燒寫器。它利用了pic16f

10、87x片內(nèi)集成的在線調(diào)試器（in-circuit debugger）能力和microchip公司的在線串行編程技術(shù)（in-circuit serial programming）。mplab-icd工作于mplab集成開發(fā)環(huán)境軟件包之下，其仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上，如同將一片pic16f87x插入到目標(biāo)板內(nèi)一樣去運(yùn)行用戶編制的程序。mplab-icd套件中包括的部件有：mplab-icd仿真頭；mplab-icd模塊；及mplab-icd演示板；rs-232串行通信電纜；連接插針：2條14腳插針和2條20腳插針；20cm長的6芯電纜；包含所有mplab軟件包和文檔資料的光盤；mplab-ic

11、d用戶指南的中文翻譯版本；還有直流電源適配器。那么它的功能特點(diǎn)則有： 能以實(shí)時(shí)或單步方式運(yùn)行用戶程序； 斷點(diǎn)設(shè)置功能； 在線調(diào)試功能； 在線編程功能； 工作電壓范圍為3.05.5 v; 可從目標(biāo)板上獲取工作電源； 工作頻率范圍為32khz20khz； 可對(duì)源程序直接進(jìn)行代碼級(jí)的調(diào)試； 可以工作于mplab集成開發(fā)環(huán)境下； 以rs-232串行接口方式與微機(jī)系統(tǒng)相連。借助于mplab-icd工具套件，用戶可以實(shí)現(xiàn)：在自己設(shè)計(jì)的pic16f87x的應(yīng)用電路中實(shí)時(shí)運(yùn)行和調(diào)試自己的源程序軟件調(diào)試。用自己編制的程序來調(diào)試和檢驗(yàn)自制目標(biāo)板上的電路硬件調(diào)試；利用在線串行編程技術(shù)將自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)程序燒寫到插在目

12、標(biāo)板上的pic16f87x單片機(jī)（又稱目標(biāo)單片機(jī)）中程序固化。對(duì)于這套小巧廉價(jià)的、電路簡(jiǎn)潔的mplab-icd的開發(fā)工具套件，由于在實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試和在線編程的過程中，采用了pic16f87x集成在片內(nèi)的在線調(diào)試功能和microchip公司的在線串行編程協(xié)議，因此在用mplab-icd仿真目標(biāo)單片機(jī)時(shí)一定會(huì)存在一定的局限性。具體地說，mplab-icd工作過程中將會(huì)占用目標(biāo)單片機(jī)的片內(nèi)和引腳中的部分資源。這部分資源用戶就不能再使用了。不過，對(duì)于一般的項(xiàng)目開發(fā)沒有太大的影響，并且與價(jià)格昂貴的專業(yè)級(jí)全功能在線實(shí)時(shí)仿真器相比，用它來調(diào)試和燒寫pic16f87x系列單片機(jī)，仍然是一套具有極高性能價(jià)格比的開

13、發(fā)工具套件，所以它非常適合初級(jí)開發(fā)者的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。我們通過使用此套工具就可以很好的進(jìn)行單片機(jī)的應(yīng)用。 1.2.4 其他所用外圍模塊、電路及器件的簡(jiǎn)要介紹：這個(gè)系統(tǒng)中使用了在32768hz的自備晶振支持下的pic單片機(jī)內(nèi)部tmr1定時(shí)計(jì)數(shù)器。由于本系統(tǒng)意在實(shí)現(xiàn)外部的電池提供電源，為了節(jié)省能源，需要單片機(jī)進(jìn)入睡眠模式，但同時(shí)又不能影響計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)工作，由于tmr1能夠在睡眠模式下工作，所以我們用tmr1作為計(jì)時(shí)器，32768 晶振則是給tmr1提供振蕩信號(hào)的 ，由于tmr1是一個(gè)雙字節(jié)計(jì)數(shù)器，總的計(jì)數(shù)次數(shù)是2的16次方計(jì)即327682次。所以它可以方便地由tmr1產(chǎn)生精確的秒信號(hào)，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)

14、一步由軟件計(jì)數(shù)器形成分、小時(shí)、日以至月、年的數(shù)值。在此次設(shè)計(jì)中，我們也加上了+9v的電壓，當(dāng)然還需要一個(gè)穩(wěn)壓模塊，我們采用7805來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的功能。除此之外還有各種值的電阻和電容。2系統(tǒng)總體分析與設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)本系統(tǒng)的基本任務(wù)和目標(biāo)就是利用pic16f877單片機(jī)中的計(jì)時(shí)器tmr1所自帶的低頻時(shí)基振蕩器（32768晶振），用來實(shí)現(xiàn)記錄和計(jì)算真實(shí)的年、月、日、時(shí)、分、秒、的時(shí)鐘功能。然后將所記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示，同時(shí)通過單片機(jī)的相應(yīng)引腳輸出的控制信號(hào)來控制時(shí)間信號(hào)所顯示的位置及光標(biāo)的形態(tài)等。從而達(dá)到將所計(jì)時(shí)間顯示在數(shù)碼管上面。（注：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境的原因，不能實(shí)現(xiàn)顯示節(jié)假日、

15、農(nóng)歷、節(jié)氣以及鬧鈴等功能）實(shí)現(xiàn)以上的任務(wù)需要幾大模塊： 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別閏年，大小月份天數(shù)的算法。 如何實(shí)現(xiàn)將所計(jì)的數(shù)字轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示。 怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)電子時(shí)鐘的時(shí)間調(diào)節(jié)。2.2 關(guān)于此系統(tǒng)的背景知識(shí)2.2.1 相關(guān)的單片機(jī)知識(shí)簡(jiǎn)介tmr1和tmr0一樣，既可作為時(shí)間定時(shí)器又可當(dāng)作事件計(jì)數(shù)器。但它是一個(gè)16位寬的上升沿觸發(fā)的累加計(jì)數(shù)“寄存器對(duì)”即tmr1hh和tmr1l。與它相關(guān)的寄存器有6個(gè)如表2.1所示 寄存器名稱寄存器符號(hào)寄存器地址 寄存器內(nèi)容bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0 中斷控制寄存器intcon0b/8b/10b/18bgiepie1t0 i 1inte

16、rbiet0ifintfrbif第一外設(shè)中斷控制寄存器pir10chpspifadifrciftxifsspifccp1iftmr2iftmr1if第一外設(shè)中斷屏蔽寄存器 pie1 8chpspieadiercietxiesspieccp1ietmr2ietmr1ietmr1低字節(jié)tmr1l 0eh 16位tmr1計(jì)數(shù)寄存器低字節(jié)寄存器tmr1高字節(jié)tmr1h 0fh 16位tmr1計(jì)數(shù)寄存器高字節(jié)寄存器tmr1控制寄存器t1con 10ht1ck ps1t1ck ps0t1os cent1synctmr1 cstmr1on 表2.1：與tmr1模塊相關(guān)的寄存器（陰影部分表示沒有用到的寄存器）

17、 bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0t1ckps1t1ckps0t1oscent1synctmr1cstmr1on表2.2：trmr1控制寄存器t1con其中tmr1控制寄存器t1con是一個(gè)只用到低6位的可讀/寫寄存器。最高2外位未用，讀出是返回0，其余各位的含義如下： tickps1t1ckps0：分頻器分頻比選擇位，如表2.3 表2. 3：分頻器分頻比 t1ckps1t1ckps2分 頻 比 0 0 1 ：1 0 1 1 ：2 1 0 1 ：4 1 1 1 ：8 t1oscen：tmr1自帶振蕩器使能位 1允許tmr1振蕩器起振； 0禁止tmr1振蕩器起振，

18、令非門的輸出端成高阻態(tài)。 t1sync：tmr1外部輸入時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制位。 tmr1工作于計(jì)數(shù)器方式（tmr1cs=1時(shí)）： 1=tmr1外部輸入時(shí)鐘于系統(tǒng)時(shí)鐘不保持同步； 0= tmr1外部輸入時(shí)鐘于系統(tǒng)時(shí)鐘保持同步； tmr1工作于定時(shí)器方式（tmr1cs=0時(shí)）： 該位不起作用。 tmr1cs：時(shí)鐘源選擇位。 1=選擇外部時(shí)鐘源，即時(shí)鐘信號(hào)來源于外部引腳或自帶振蕩器； 0=選擇內(nèi)部時(shí)鐘源（fosc/4=tcyc指令周期）. tmr1on: tmr1使能控制位 1=開啟tmr1,使tmr1進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài); 0=關(guān)閉tmr1,使tmr1退出活動(dòng)狀態(tài),以節(jié)省能耗.2.2.2相關(guān)的數(shù)碼管知

19、識(shí)（a）數(shù)碼管的外部結(jié)構(gòu)數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。（實(shí)物參照?qǐng)D片）。 圖2.1：數(shù)碼管的實(shí)物圖（b）數(shù)碼管的分類 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(com)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到+5v，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二

20、極管的陰極接到一起形成公共陰極(com)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到地線gnd上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。（c）數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的i/o端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如bcd碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用i/o端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示

21、則需要5840根i/o端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89s51單片機(jī)可用的i/o端口才32個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極com增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的i/o線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通com端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)

22、碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的com端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的i/o端口，而且功耗更低。（d）數(shù)碼管參數(shù)8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。長*寬*高：長數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長度；寬數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長度；高數(shù)碼管的厚度。時(shí)鐘點(diǎn)：四位數(shù)碼管中，第

23、二位8與第三位8字中間的二個(gè)點(diǎn)。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒。(e)數(shù)碼管應(yīng)用數(shù)碼管使用的電流與電壓電流：靜態(tài)時(shí)，推薦使用10-15ma；動(dòng)態(tài)時(shí)，16/1動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，平均電流為4-5ma，峰值電流50-60ma。電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色時(shí)，使用1.9v乘以每段的芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù)；當(dāng)綠色時(shí)，使用2.1v乘以每段的芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù)。恒流驅(qū)動(dòng)與非恒流驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)碼管的影響 顯示效果由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當(dāng)溫度變化時(shí)驅(qū)動(dòng)芯片還

24、要能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流 的大小以實(shí)現(xiàn)色差平衡溫度補(bǔ)償。 安全性：即使是短時(shí)間的電流過載也可能對(duì)發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。另外，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開關(guān)特性，可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害。超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過一定值時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能的實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)電子時(shí)鐘是用于計(jì)算時(shí)間并顯示時(shí)間的一種計(jì)時(shí)器，時(shí)間的值是不斷變化的。所以它最起碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)有時(shí)間計(jì)數(shù)器、顯示器、以及一些外部電路所需元件。這里的時(shí)間計(jì)數(shù)器我們用pic16f87

25、7單片機(jī)代替，同時(shí)兼作信號(hào)輸入輸出控制器，顯示器用數(shù)碼管顯示。其電路圖如下：圖3.1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電路圖3.2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘是一種自動(dòng)計(jì)時(shí)器，但它必須的按照相應(yīng)的歷法規(guī)則來計(jì)時(shí)。規(guī)則如下：i. 一年12個(gè)月閏年366天，平年365天；ii. 一月31天，平年二月28天（閏年二月29天），三月31天，四月30天，五月31天，六月30天，七月31天，八月31天，九月30天，十月31天，十一月30天，十二月31天；iii. 當(dāng)年數(shù)為四的倍數(shù)，且不是一百的倍數(shù)時(shí)，當(dāng)年為閏年，全年366天，二月為29天，其余各月不變。否則為平年。iv. 當(dāng)年數(shù)為一百的倍數(shù)，且不是四百的倍數(shù)時(shí)，當(dāng)年為平年，否則為閏年

26、。v. 一天24個(gè)小時(shí)，每小時(shí)60分鐘，每分60秒。以上是最基本的歷法，由于條件和時(shí)間有限，至于節(jié)氣、禮拜天等我們不考慮在內(nèi)，系統(tǒng)完全是自動(dòng)計(jì)算時(shí)、分、秒、日期、月份及年份。中間不需要人工去完成，因此，我們就必須做出相應(yīng)的算法來控制數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的碼段。設(shè)計(jì)步驟如下：步驟一：選擇芯片根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求選取合適的單片機(jī)，這里選用microchip公司的p16f877芯片（pic單片機(jī)可以在mplab-icd演示板上實(shí)現(xiàn)），因?yàn)樗亩〞r(shí)器1可以用作實(shí)時(shí)時(shí)鐘rtc。步驟二：確定時(shí)間的調(diào)整方法按鍵分別用rb0和rb7口，采用中斷方式rb0：用來選擇調(diào)整對(duì)象，并用指示燈作出相應(yīng)指示rb7：對(duì)選擇的對(duì)

27、象進(jìn)行調(diào)整使用方法：在初始狀態(tài)，rd7指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)沒有選擇調(diào)整對(duì)象。當(dāng)按一次rb0后，rd6指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)可以用rb7對(duì)年份進(jìn)行調(diào)整；同理，可以用rb0依次選中月，日，星期，時(shí)，分和秒，指示燈也會(huì)依次指示步驟三：定義寄存器 秒寄存器： second 六十進(jìn)制 有0狀態(tài) 分寄存器 ： minute 六十進(jìn)制 有0狀態(tài) 時(shí)寄存器 ： hour 二十四進(jìn)制 有0狀態(tài) 星期寄存器 ：week 八進(jìn)制 無0狀態(tài) 日寄存器 ： day 根據(jù)年月確定進(jìn)制（進(jìn)制寄存器count_d） 無0狀態(tài)月寄存器 ： month 十三進(jìn)制 無0狀態(tài)年寄存器 ： year 一百進(jìn)制（設(shè)計(jì)時(shí)間100年） 有0狀態(tài)初始默

28、認(rèn)時(shí)間為2004/01/02 fri 00：00：00及second=0，minute=0，hour=0，week=5，day=2，month=1，year=4，count_d=32進(jìn)位寄存器 ：carrybit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0bit4：月進(jìn)位標(biāo)志位 bit3：日進(jìn)位標(biāo)志位bit2：時(shí)進(jìn)位標(biāo)志位 bit1：分進(jìn)位標(biāo)志位bit0：秒進(jìn)位標(biāo)志位當(dāng)有進(jìn)位時(shí)在相應(yīng)位上置1確定一個(gè)月的天數(shù)的寄存器：carry_daybit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0 bit3：當(dāng)月份（month）為1，3，5，7，8，10或12時(shí)該位置1，1，2位

29、置0 bit2：當(dāng)月份（month）為4，6，9或11時(shí)該位置1，1，3位置0 bit1：當(dāng)月份（month）為2時(shí)該位置1，2，3位置0 bit0：當(dāng)為閏年（能被四整除）時(shí)該位置1，（只要year的0，1位為0，便能整除） 閏年2月為29天，平年2月為28天 1，3，5，7，8，10，12月為31天； 4，6，9，11月為30天對(duì)象標(biāo)志寄存器：con_obj 它是用來標(biāo)記所要調(diào)整的對(duì)象的bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0bit7：表示沒有選擇任何對(duì)象 bit3：把星期作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象bit6：把年作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象 bit2：把時(shí)作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象bit5：把月作為

30、當(dāng)前調(diào)整對(duì)象 bit1：把分作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象 bit4：把日作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象 bit0：把秒作為當(dāng)前調(diào)整對(duì)象步驟四：設(shè)置tmr1，產(chǎn)生1s脈沖 利用定時(shí)器1自帶的振蕩器，在外加上32768hz的晶振，設(shè)預(yù)分頻比為1：1，tmr1h初始值設(shè)為80h，tmr1l初始值設(shè)為0h，此時(shí)便能產(chǎn)生1s鐘的實(shí)時(shí)時(shí)鐘脈沖初始化tmr1循環(huán)等待中斷開中斷，開定時(shí)器11主程序步驟五：畫框圖設(shè)置各口的i/o狀態(tài)設(shè)置默認(rèn)時(shí)間和默認(rèn)寄存器調(diào)用液晶初始化子程序2時(shí)間中斷服務(wù)子程序（count_time）關(guān)定時(shí)器1清中斷標(biāo)志，重裝初始值開定時(shí)器1second+1second=60 否 秒 n y置秒進(jìn)位標(biāo)志位，清secon

31、d秒進(jìn)位標(biāo)志位置位否 n y minute+1置分進(jìn)位標(biāo)志位，清minuteminute=60 否 分 n y置時(shí)進(jìn)位標(biāo)志位，清hourhour=24 否 hour+1分進(jìn)位標(biāo)志位置位否 n y時(shí) n yday+1時(shí)進(jìn)位標(biāo)志位置位否 n yweek+1week=8否 n 星期 y1weeksecond+6,進(jìn)行時(shí)間修正day=count_d 否 n 日 y置日進(jìn)位標(biāo)志位，1day置月進(jìn)位標(biāo)志位，1hourmonth=12否 month+1日進(jìn)位標(biāo)志位置位否 n y n 月 y調(diào)查月份置carry_day標(biāo)志寄存器子程序調(diào)對(duì)couont_d賦值子程序月進(jìn)位標(biāo)志位置位否 n yyear+1year

32、=100 否 年 n y置月進(jìn)位標(biāo)志位，清year調(diào)查閏年子程序調(diào)翻譯子程序調(diào)lcd時(shí)間顯示子程序返回查閏年子程序（leap_year） 3year的0位為0否 n yyear的1位為0否 n y確定為平年，將carry_day0位置0確定為閏年，將carry_day0位置1返回4查月份置carry_day標(biāo)志寄存器子程序（exam_month） month=2否 y nmonth=2否 y 把carry_day的1位置1，2，3位置0 nmonth=2否 y nmonth=2否 y nmonth=2否 y n把carry_day的3位置1，1，2位置0把carry_day的2位置1，1，3位

33、置0返回556年翻譯子程序（tran_y）翻譯子程序（translate）調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序調(diào)年翻譯子程序調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)月翻譯子程序返回調(diào)日翻譯子程序 入口：year 出口：year_h,year_l雕星期翻譯子程序 7 調(diào)時(shí)翻譯子程序返回調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序月翻譯子程序（tran_mo）調(diào)分翻譯子程序調(diào)秒翻譯子程序返回 入口：month 出口：month_h,month_l返回調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序時(shí)翻譯子程（tran_hour）89返回返回調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序日翻譯子程序（tran_day）入口：d

34、ay 出口：day_h,day_l 入口：hour 出口：hour_h,hour_l11返回調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序秒翻譯子程序（tran_s）返回10返回返回調(diào)數(shù)字ascii翻譯子程序序調(diào)bcd轉(zhuǎn)換子程序分翻譯子程序（tran_m） 入口：minute 出口：minute_h,minute_l 入口：second 出口：second_h,second_l1312星期翻譯子程序（tran_w）數(shù)字ascii翻譯子程序（ascii_f）調(diào)數(shù)字ascii查表子程序（查bcd_h）調(diào)week1字母表子程序序調(diào)數(shù)字ascii查表子程序（查bcd_l）調(diào)week2字母表子程序序返回調(diào)week3字母表子程序序返回 入口：bcd_h , bcd_l 出口：ascii_h , ascii_l15入口：week 出口：week1,week2,week3 1412week1字母表子程序（tran_w1）查表返回以w內(nèi)容為偏移量修改pc當(dāng)前值數(shù)字ascii查表子程序（tab_f）以w內(nèi)容為偏移量修改pc當(dāng)前值查表返回 入口：w 出口：w 入口：w 出口：w1716查表返回以w內(nèi)容為偏移量修改pc當(dāng)前值week2字母表子程序（tran_w2）查表返回以w內(nèi)容為