多功能數字鐘的設計

路士兵

【摘要】 多功能數字鐘有多種設計方法，本設計是由AT89S52單片機、鎖存器等組成，采用中斷的方式定時，利用6段數碼管能穩定的顯示時、分、秒，并且當計時出現偏差時，能糾正誤差，還能發出設定好的音樂及提示音。

【關鍵字】 AT89S52單片機 中斷 數碼管

一、引言

數字鐘是采用數字電路實現對時、分、秒數字顯示的計時裝置，廣泛用于車站，值班門崗，碼頭等等公共場所，成為人們日常生活中的必需品。諸如按時自動打鈴、自動報警、定時程序自動控制、自動起閉路燈、定時廣播、通斷動力設備、定時開關烘箱、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以多功能數字化為基礎的。因此，研究數字鐘及擴大其應用，有著非常現實的意義。

二、工作原理

數字鐘實際上是一個對標準頻率（1HZ）進行計數的計數電路。可整體構想：標準頻率可由振蕩電路產生，更精確時，可由石英晶體產生。計數，可由2個60進制計數器，分別作為秒、分計數單元，一個24進制，作為時計數單元。計數單元同樣可采用中斷定時方式，這就需要由軟件來實現。對于校時部分，一般都是手動進行，通過按鍵來控制時、分、秒的快速校準。系統由AT89S52單片機、鎖存器74HC573、LED 數碼管、按鍵、發光二極管等部分構成，采用中斷的方式定時，能實現比較精確的走時、時間的調整等功能。秒信號是由單片機內部的定時器產生，通過軟件計數和軟件的譯碼，以動態掃描的方式將時間顯示在數碼管上面。通過按鍵的檢測可以控制單片機相應的動作，來達到調時的目的。

三、多功能數字鐘的設計

3.1 AT89S52單片機

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 系統可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應用系統中得到廣泛應用。

3.2 鎖存器74HC573

74HC573包含八路D 型透明鎖存器，每個鎖存器具有獨立的D 型輸入，以及適用于面向總線的應用的三態輸出。所有鎖存器共用一個鎖存使能（LE）端和一個輸出使能（OE）端。Dn：第n路輸入數據； On：第n路輸出數據；當LE為高時，數據從Dn輸入到鎖存器，在此條件下，鎖存器進入透明模式。

3.3 數碼管顯示電路

要同時使得6個數碼管點亮，所需的I＼O口是很多的。為了節省單片機的I＼O口，通常采用動態掃描的顯示方法，將每個數碼管的同名段連在一起，分6次向數碼管寫數據，每次對6個數碼管寫相同的數據，每次選通一個數碼管，完成掃描，通過調整、縮短掃描的時間，由于人眼的視覺暫留作用，使得人們看起來就像同時顯示一樣，以達到動態顯示的目的。

3.4 輸入輸出口的連接

P0口：當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。本文設計使用P0口的P0.0～P0.2來分別控制調時中的時、分、秒。

P1口：P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 本次設計P1口分別接段選74HC573的2～9引腳，鎖存控制數碼管的點亮。

P2口：當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。本次設計使用P2口的P2.0～P2.5分別接位選74HC573的2～7腳，控制數碼管輪流點亮。此外，我們同樣用P2.7口控制蜂鳴器的報時。

P3口：當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。本次使用了P3的P3.1～P3.2分別控制段選和位選。

四、總結

多功能數字鐘在我們日常生活中應用非常廣泛，本文采用AT89C52單片機和6位數碼管，設計了一個多功能數字鐘，它不僅具有報時的功能，還可以擴展成音樂鬧鐘、蜂鳴器。使用單片機制作的數字時鐘具有設計簡單，易于開發，成本較低，安全可靠，操作方便等特點。

參 考 文 獻

[1]張自紅等.C51單片機基礎及編程應用[M].中國電力出版社，2012，10

[2]趙其娟.淺析數字時鐘的設計與發展[J].科技風，2015.11

[3]吳建寧.實用教學數字電路時鐘設計與制作[J].電子制作，2015.9

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