单片机电子时钟分析

单片机电子时钟分析

作者：郝云

来源：《数字技术与应用》2015年第06期

摘要：随着科学技术的迅速发展和社会经济的不断进步，单片机的发展进程也在不断加快，从上个世纪70年始问世，由于重量轻、体积小、灵活性好、开发容易等优势受到人们的青睐，也被很多设计者进行开发应用到各种设备中。时钟就是一个最典型的例子。随着人们生活化进程的加快，时间观念也在不断增强，虽然时钟的功能和样式越来越多，但是精准度仍然是人们选择时钟的首选考虑因素。本文主要针对单片机电子时钟的设计方案进行深入的分析，探讨单片机电子时钟系统的软件设计思想。 关键词：单片机 电子时钟 设计方案 系统

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）06-0000-00

目前，很多领域都开始使用单片机，如：家用电器、智能仪器仪表、工业自动化控制房间等，单片机都起到了较大的作用，再加上单片机的性能价格比都非常高，可以帮助使用者节约经济成本，所以在电子时钟也得到较为广泛的应用。 1单片机电子时钟的设计方案

单片机电子时钟主要由以下几个部分构成：（1）一个可编程全双工串行口和32条可编程的I/O线组成；（2）K外部程序存储器和K外部数据存储器空间的控制电路；（3）两个16位计数器和定时器；（4）256字节的RAM数据存储器；（5）4K字节的ROM程序存储器；（6）一个片内振荡器和时钟电路；（7）一个8位的CPU。单片机电子时钟的设计主要是对时钟的外部显示和内部工作进行设计，设计方案主要包括数码管显示方案和数字时钟方案两种，两者相结合可以实现电子时钟质量的最佳化。 1.1数码管显示方案

数码管显示方案主要是对单片机电子时钟的外部显示进行设计，主要包括动态显示和静态形式两个部分。在单片机电子时钟外部显示中，动态显示占据主导地位。动态显示是指根据内部设计中秒针的具体运行情况，在显示器上数字要轮流点亮，每隔一段时间，都要有一次点亮，这就对显示器的扫描速度提出了更高的要求。只有显示器的扫描速度非常快，才可以使显示出来的字符避免出现闪烁的情况。此外，显示器的运作应该和秒钟保持高度一致，否则电子始终在运行过程中，时间上就会出现误差。这种动态显示方案不仅节省了I/O接口，也具有降低耗能的作用。 1.2数字时钟方案

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数字时钟方案是单片机电子始终最主要的设计方案，直接关系到时钟的内部工作。在单片机内部的存储器中，需要设置三个分别代表秒、分、时信息的字节。在设置单片机内部存储器时，需要根据时钟的运作规律进行具体的设置，但是需要注意时钟的工作是由内部的软件和定时器来实现的。设置1秒中断，来推动秒针进行运动，当秒针中断次数达到60次以后，就要清零，与此同时，分针的字节要开始运转，当分钟的中断次数达到60次以后，也要清零，开始运行时钟的字节。当时钟的字节达到24以后，就要清零时钟的字节，按照这样的操作顺序反复进行。这就是单片机电子时钟中数字时钟的设计方案。尽管比较繁琐，但是每个步骤都要进行细致的处理，顺序也不能打乱[1]。 1.3单片机电子时钟的硬件选择

单片机电子时钟的硬件选择主要包括以下几个方面：（1）选择器的选择。一般情况下，选择741s04选择器；（2）电源选择。使用直流电源供电，选择4.5V左右的电源；（3）显示电路的选择。通过软件译码状态显示。（4）单片机的选择。在设计单片机电子时钟时，选择ATc52单片机，同时配备12MHz晶振，通过上电复位来实现电路的系统复位。 2单片机电子时钟系统软件设计

单片机电子时钟系统软件设计主要包括软件的设计思想、总体设计以及按键扫描子程序三个方面。

2.1软件设计思想

近几年，人们对电子时钟的功能提出了更高的要求，要求设计出来的单片机电子时钟程序必须具备按键扫描处理、时钟信号产生以及动态扫描等多种功能。要想借助于单片机来使电子时钟具备这些功能，最主要的方法就是分时复用，对各个器件的占用时间要协调好，才可以使单片机电子时钟具备这些功能，满足人们对电子时钟的需求[2]。 2.2总体设计

单片机电子时钟系统的总体设计主要包括三个方面：（1）模块设计：主要包括位选部分、控制部分、显示部分、复位电路、电源部分等模块。（2）系统说明以及设计框架：通过单片机设计的电子时钟，主要是通过6个PNP管来对6个LED数码进行控制，从而促使时钟可以正常运行。 2.3按键扫描子程序

单片机电子时钟在运行时，需要用按键来对各种不同的状态进行切换，这样比较容易操作。并且电子时钟如果出现故障，需要查询按键信息时，电子时钟所具备的按键扫描功能就可以提供过去一段时间内的按键情况。此外，这种按键程序中嵌套的按键扫描程序，可以对不同情况下的电子时钟状态进行切换[3]。

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3结语

综上所述，随着电子技术的不断发展，单片机在电子时钟领域中的应用也会越来越广泛，并且电子时钟系统的设计也会越来越完善，具有更加稳定的性能和更加全面的功能，为人们的日常生活提供便利。 参考文献

[1]李惠，陈江辉，洪炽杰，罗勇峰.基于HT68F40单片机的电子时钟设计[J].仲恺农业工程学院学报，2014，03：29-33+40.

[2]刘维红，谭永超.基于STCC52单片机的电子时钟研究[J].机电产品开发与创新，2012，05：57-58+43.

[3]张勇.制作基于DS1302的电子时钟时的难点分析[J].济南职业学院学报，2006，03：74-75.

[4]曹洪奎，马莹莹，李宁.基于Proteus的单片机系统设计与仿真[J].辽宁工学院学报，2007，04：238-241. 收稿日期：2015-05-11

作者简介：郝云（1974—），男，汉族，北京人，大专，助工，研究方向：信息工程。