新颖60秒旋转电子钟的设计说明
- 格式:doc
- 大小:600.00 KB
- 文档页数:22
单片机课程设计1 新颖的60秒旋转电子钟余水宝数理与信息工程学院2006年5月课程设计任务书新颖的60秒旋转电子钟任务书一、任务设计一款基于AT89C2051单片机的电子钟。
二、设计要求1、基本要求⑴用4只LED数码管输出显示时和分。
⑵可通过按键设置闹钟功能,且停闹无须手工操作。
⑶可通过按键设置分校时。
⑷月计时误差小于45秒。
⑸写出详细的设计报告。
⑹给出全部电路和源程序。
2、发挥部分⑴用60只LED发光管旋转显示,模拟“秒针”的行走。
⑵模拟“秒针”行走的“嘀哒”声。
⑶增加室温检测和显示功能(可与时间交替显示)。
⑷增加停(掉)电保护功能。
⑸提高计时精度,使年计时误差小于30秒。
⑹增加日自动校准功能,使得该电子钟“永无误差”。
⑺增加红黄绿三色变色装饰。
⑻可通过按键设置一天两闹(比如早晨、中午各一次)。
1单片机课程设计-----新颖的60秒旋转电子钟新颖的60秒旋转电子钟目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。
要知道当前的时间,必须先开灯,故较为不便。
现在市场上也出现了一些电子钟,它以六只LED数码管来显示时分秒,与传统的以指针显示秒的方式不同,违背了人们传统的习惯与理念,而且这类电子钟一般是采用大型显示器件,适用于银行、车站等公共场所,且外观设计欠美观,很少进入百姓家庭。
此外,无论是机械钟、石英钟还是电子钟,都存在着共同的问题:时间误差。
针对以上存在的问题,我们设计了一款采用LED显示器件显示的电子时钟,有效克服了时钟存在的误差问题,并能在夜间不必其它照明就能看到时间,且以60只发光管实现秒显示,接近于传统的秒针来显示秒的形式,用户容易接受,而且美观大方。
另加七只装饰用的LED灯,使整个时钟显的相当美观新颖,故还可作为室内装饰用。
1 系统主要功能电子钟的外观如图1所示。
周边60只发光管顺时旋转来显示秒,中间四只LED 数码管用于显示时间,中下方的七只LED灯顺时旋转,供装饰用。
旋转时钟使用说明书!!!本产品在使用前请务必仔细阅读此说明书!!!免责声明1.本公司对本产品有绝对最终解释权。
2.使用者必须严格遵守此说明书中的条款使用此产品3.对使用者不遵守说明书中规定,强行私自改装,损坏,所造成的后果本公司有权追求其刑事责任。
使用说明用户可以完全不必干预设备运行,该设备具有定时显示功能。
(为节电设计)每隔分钟将显示秒。
供用户观赏。
产品后端有俩个按钮,高按钮为显示按钮,低按钮为停止按钮。
(停止优先)用户可以按显示按钮来查看时间,并在查看后按停止按钮停止。
注:虽然该设备有完善的保护措施,能自行停止工作,但建议用户,不要让该设备在启动后长期运行,以延长使用寿命,减少不必要的维护。
调时说明使用设备附带的配线,加在本产品接线柱上,触碰主芯片管脚,进入调试界面引脚负责分调时,引脚负责时调时。
附:二进制与十进制转换表注:显示时,为亮,为灭如果用户对此有疑问,我们的工作人员讲耐心给您讲解。
^^使用禁忌1.严禁在室外,或者湿度过大,灰尘过多的地方使用。
2.严禁岁以下儿童触摸。
3.非专业人员请勿擅自拆卸。
4.该设备在上电前,必须由专业人士与用户共同选择安装地点。
且必须服从专业人员的指导意见。
5.该设备一旦投入运行,严禁私自断电,拆改。
6.该设备必须由专业人员定期清洁,严禁用户私自清洁。
7.设备运行期间,严禁用户触碰!!!故障排查如果用户感觉设备运行不善,或者不能正常运行时常您唯一要做的就是拔下电源线,并通知我公司维修人员。
如果发生下列情况,请您一定拔下电源线,等待专业维修人员。
1.运行过程中噪声过大,或有碰撞声。
2.运行时有难闻的气味。
3.显示乱码。
4.该设备被物体击中、触碰或者被溅入液体。
规格型号及技术参数备注:本产品为用户量身定做,终生免费维修,免费升级程序。
但要求用户负责相关人员的餐饮及住宿。
公司地址中国天津北辰区泰来西里门网址电话—邮编售后服务投诉邮箱我们将竭诚为您服务。
全球唯一发行版本号。
60秒旋转时钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解旋转时钟的基本原理,掌握60秒旋转一周的时间概念。
2. 学生能运用基本的数学知识,如角度、周长和圆的相关概念,解释旋转时钟的运动。
3. 学生能通过旋转时钟的学习,掌握时间单位换算,如分与秒的转换。
技能目标:1. 学生能够设计并制作一个简易的60秒旋转时钟模型,培养动手操作能力和问题解决能力。
2. 学生能够运用旋转时钟进行时间估算,提高观察和推理能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对时间管理和珍惜时间的意识,增强时间观念。
2. 学生通过小组合作完成旋转时钟的制作,培养团队合作精神和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,体验数学与生活的紧密联系,提高对数学学科的兴趣和热爱。
二、教学内容本课程以数学学科四年级下册的“时间和时钟”章节为依据,结合课程目标,组织以下教学内容:1. 旋转时钟的基本原理:通过讲解时钟的指针运动,引导学生理解旋转与时间的关系,掌握60秒旋转一周的概念。
2. 数学知识运用:结合圆的周长、角度等知识,让学生运用数学方法解释旋转时钟的运动规律。
3. 时间单位换算:以旋转时钟为载体,学习分与秒的换算,提高学生的数学应用能力。
4. 制作旋转时钟模型:组织学生分组合作,设计并制作简易的旋转时钟,培养学生的动手操作能力和问题解决能力。
5. 时间估算:运用旋转时钟进行时间估算练习,提高学生的观察和推理能力。
教学内容的安排和进度如下:第一课时:旋转时钟的基本原理及时间单位换算;第二课时:数学知识在旋转时钟中的应用;第三课时:分组制作旋转时钟模型;第四课时:运用旋转时钟进行时间估算练习;教学内容确保科学性和系统性,与教材章节紧密结合,旨在帮助学生扎实掌握旋转时钟相关知识。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性,确保教学内容的有效传授:1. 讲授法:教师通过生动的语言和形象的表达,向学生讲解旋转时钟的基本原理、时间单位换算等理论知识,为学生奠定扎实的理论基础。
60s旋转led时钟制作感想1、绪论旋转时钟造型奇特,结构简单,但却能显现出炫丽的画面。
从在网上看到旋转时钟的视频的那一刻起,我就决心做一个属于自己的LED旋转时钟。
我开始在网上收集各种有关旋转时钟的资料,网上大致分几种模式,简单的只是刷屏读取字模显示汉字,难度大一点的则可以显示数字钟、表盘钟、动画,复杂则可以显示动态表锤、温度以及变色。
通过学习,我掌握了旋转时钟的原理及其程序算法,通过半个月的努力,我在别人的基础上做出了属于我自己的个性时钟,可以显示数字钟、表盘钟、动画、图片、温度、螺旋线以及颜色变换,并且能通过遥控控制电机的开停、LED显示的开启和关闭。
2、旋转时钟的原理旋转时钟是一种利用人眼的视觉暂留,让LED高速旋转形成LED 屏,显示文字、数字及图形的LED屏显示的电子产品。
主要构成:显示部分:在AT89S52单片机的P0、P2口上接上16个贴片的LED;在分别用P1.0、P1.1和P1.2上接上一个三极管9012,分别用三极管驱动4个贴片LED,共30个贴片,我这里用了两列贴片,总共有60个贴片二极管来完成显示。
测速定位:用霍尔传感器CS3144来测定转速,并告知二极管即将显示的内容。
温度:用DS18B20温度传感器来测温。
取模:采用取字模软件将字符和图案自动生成扫描码。
旋转部分:旋转由一个24v直流电机提供20r/s以上的转速。
遥控部分:由一个遥控器控制两个接收模块来完成。
供电:系统采用可充锂电池供电,这里我设计了一个电池的充放回路,断开自锁开关,插上USB供电线即可给锂电池充电,巧妙的解决了单片机的供电问题。
电机的供电则由一个24V1A的适配器来提供。
色彩变换:由两个三极管来控制两列贴片的通断来完成。
变色需要程序结合电路实现,这个电路运用到旋转时钟上也是第一次。
2.1、显示板60高亮贴片LED形成两列显示部件,旋转板上有一个霍尔传感器,在电机上贴有一个磁钢,旋转板每旋转一周,霍尔传感器就会经过一次磁钢位置,并感应到信号,由于霍尔是接到外终端P3.2上,这个信号又被称为过零信号,有了这个信号,CPU就可以在旋转的过程中实时检测计算指针板所处的不同位置,并根据指针所处的不同位置,点亮相应的LED,利用人眼的视觉暂留效应,形成完整的显示画面。
时钟转动巧设计时钟是现代社会中最常见的物品之一,无论是在家庭生活中还是在办公场所中,都有着重要的应用。
人们在使用时钟时往往注重它的功能性,对于外观设计的要求并不高。
但是,在一些独特的场合,如厨房、书房等私人空间,人们往往希望时钟不仅仅具备实用性,同时还要兼具美观、个性化的特点。
随着科技的不断发展,越来越多的人开始关注时钟的“智能化”设计,而时钟转动巧设计便是其中之一。
时钟转盘式设计时钟转盘式设计是一种相对较为传统的设计方案,它主要是通过轮盘式的机械结构来控制时钟的运转。
这种设计方案在时钟上的应用较为广泛,我们可以在各个场合都能够看到其身影。
其工作原理主要是通过外部驱动来带动内部机械结构的运转,同时通过信号的传递来控制时钟指针的移动。
一些传统的挂钟、站立式时钟、闹钟等都采用了这种设计方案。
时钟机械式设计时钟机械式设计是一种较为特殊的时钟设计方案,它主要是通过齿轮的结构来控制时钟的运转。
这种设计方案一般会在高端时钟产品中应用,包括一些收藏级别的复古时钟等。
其工作原理主要是通过齿轮与齿轮的咬合来传递能量,从而带动时钟的运转。
这种设计方案的优点在于其较高的精准度和更长的使用寿命,但其缺点在于较为昂贵和维护成本较大。
一些欧洲宫廷以及博物馆收藏的时钟作品,往往都采用了这种设计方案。
时钟电子式设计时钟电子式设计是一种相对现代的设计方案,它主要是采用电子技术来控制时钟的运转。
这种设计方案在现代时钟中应用较为广泛,无论是电子钟、挂钟还是闹钟等都采用了这种设计方案。
其工作原理主要是通过电子元器件的结合来控制时钟的运转,从而实现时钟的功能。
这种设计方案具备精准度高、成本低等优点,同时还具备较高的稳定性和使用寿命,可以说是目前较为实用的时钟设计方案。
总之,时钟转动巧设计是一个非常广泛的话题。
无论是在家庭中还是在办公场所中,时钟在人们生活中都扮演着非常重要的角色。
在今后的生活中,我们需要更多地思考如何将时钟设计得更加智能化、实用化和美观化。
电子课程设计——————电子秒表学院:华科学院电子信息工程系专业、班级:电气082201H姓名:王馨学号:200822050122指导老师:曹俊琴2010年12月目录一、设计任务与要求 (3)二、总体框图 (3)三、选择器件 (6)四、功能模块 (15)五、总体设计电路图 (22)六、课程设计心得 (23)电子秒表一、设计任务与要求1、计时部分由0.1s位,s个位、s十位和m i n个位四个计数器组成。
其中m i n个位、0.1s位分别为8421B CD码十进制计数器,个位和十位组成六十进制8421B CD码计数器。
计数范围0-10m i n。
2、用一个按键实现清零、计时、停止三种工作状态,当按键第一次按下时,秒表开始计时。
当第二次按下时,秒表停止计时。
当第三次按下时,秒表则清零。
3、脉冲源可通过555多谐振荡器提供。
二、总体框图1、总体框图译码显示模块计数器循环产生模块脉冲产生模块秒表控制模图1总体框图2、模块的功能(1)秒表控制模块:实现对秒表的暂停、计数、清零等功能的控制。
(2)脉冲产生模块:能够产生脉冲信号,从而实现对计数模块的控制。
(3)计数循环产生模块:可以对时钟脉冲计数,并且具有分频功能。
(4)译码显示模块:构成此模块的数码管将计数循环电路模块的状态转换用数字显示出来。
3、设计思路(1)秒表控制模块的设计:应设计一个控制电路,实现对秒表的暂停、计数和 清零。
(2)脉冲产生模块的设计:可以利用555定时器组成的多谐振荡器产生的脉冲 信号和三态门、D 触发器组成的单脉冲来实现对计数循环模块的脉冲控制,而且 根据多谐振荡器的输出脉冲频率,使秒表在规定的时间内完成状态转换。
(3)计数循环产生模块的设计:要选择具有对时钟脉冲选择和具有分频功能的 计数器。
(4)译码显示模块的设计:可选用4输入显示数码管或7输入显示数码管将计 数循环电路模块的状态转换用数字显示出来。
4、设计方案 4、设计方案222译码显示 译码显示 设计热副科级珀尔计时、暂停、清零图2 设计方案图 1、多谐振荡器电路:多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。
摘要电子式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
本设计中数字秒表的最大计时是59秒,最后计数结果用数码管显示,需要实现启动计时、暂停计时、继续计时等功能。
采用两片74LS161芯片级联构成60进制计数器来实现秒表的计数功能。
利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。
关键字:数字秒表;振荡器;74LS161;数码管ABSTRACTElectronic stopwatch principle is a typical digital circuits, including combinational logic circuits and sequential circuits. This design, digital stopwatch timing is 59 seconds, the final count results with digital display, and need to start the timer, pause time, continue to timing and other functions. Two 74LS161 chips cascaded 60 binary counter stopwatch count. Multivibrator circuit constituted by the 555 timer pulse source to drive the circuit.Keywords:Digital stopwatch; oscillator; 74LS161; digital tube目录摘要 (I)目录 ............................................................................................................................. I I 1 设计要求及方案选择.. (1)1.1 设计要求 (1)1.2 方案选择 (1)2 理论设计与分析 (2)2.1 电子时钟电路的分析及设计 (2)2.2 电路主要芯片功能 (4)3 电路设计 (5)3.1 整体电路图 (6)3.2 PCB图 (7)4 系统测试 (8)4.1 调试所用的基本仪器 (8)4.2 测试结果 (8)4.3 测试结果分析 (8)5 设计中的收获与体会 (10)参考文献 (11)1 设计要求及方案选择1.1 设计要求(1)设计秒计时(六十进制计数)电路。
智能电子钟的设计与制作
一、智能电子钟介绍
智能电子钟是一种智能时钟,它使时间管理变得更加简单。
它能够自
动调整时间,从而使您能够更准确地了解接下来要做什么事情和按时完成。
此外,您还可以利用它来设置闹钟来提醒您定期进行的事务,以及跟踪重
要节日和事件。
二、智能电子钟的设计原理
三、电子钟的设计过程
1.准备电子元器件:在制作智能电子钟的过程中,要准备一些电子元
器件,比如电阻、导线、电磁铁、晶体振荡器等;
2.绘制原理图:在绘制原理图时,需要根据设计的功能,在原理图上
指定每个模块的功能模式以及每个部件的工作方式;
3.制作电路板:通过制作电路板,可以将整个电子钟系统的小模块组
合成一个完整的系统,以实现功能的设计要求;
4.编写程序:经过前三步,需要根据实际应用的需要,编写出智能电
子钟的控制程序,以实现具体的智能功能;
5.试验与调试:在最后一步。
60s旋转时钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解时钟的基本构造和旋转原理,掌握60秒旋转一周的时钟运行规律。
2. 学生能够运用所学知识,解释时钟指针运动与时间变化之间的关系。
3. 学生理解时钟的时间单位(时、分、秒)及其换算关系。
技能目标:1. 学生通过制作简易的60秒旋转时钟模型,提高动手操作能力和问题解决能力。
2. 学生能够运用数学知识,进行时钟指针角度的计算。
3. 学生通过小组合作,培养沟通协调能力和团队合作精神。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对时间观念的重视,养成珍惜时间的好习惯。
2. 学生在探索时钟旋转原理的过程中,激发对数学和科学的好奇心和求知欲。
3. 学生通过学习时钟的制作,体会工匠精神,培养精益求精的态度。
课程性质:本课程为综合实践活动课程,结合数学、科学和工艺制作等多学科内容。
学生特点:五年级学生具有一定的数学基础、动手能力和合作意识。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生动手实践、自主探索和合作交流,提高学生的综合素养。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 介绍时钟的基本结构,包括时针、分针、秒针的构造及其功能。
2. 讲解时钟的旋转原理,重点阐述秒针60秒旋转一周的运行规律。
3. 结合数学知识,引导学生学习时钟指针角度的计算方法。
4. 利用教材相关章节,组织学生进行时钟时间单位换算的练习。
5. 开展实践活动,指导学生制作简易的60秒旋转时钟模型。
6. 通过小组合作,让学生在实践中探索和解决时钟制作过程中遇到的问题。
7. 结合工艺制作课程,教授学生使用工具和材料,培养动手操作能力。
教学内容安排和进度:第一课时:介绍时钟的基本结构,学习旋转原理。
第二课时:学习时钟指针角度计算,进行时间单位换算练习。
第三课时:实践活动,制作简易60秒旋转时钟模型。
第四课时:小组合作,解决时钟制作过程中的问题,总结经验。
教学内容关联教材章节:数学:《角的度量》、《时间单位换算》科学:《简单机械》工艺制作:《模型设计与制作》教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,提高学生的综合运用能力。
目录第1节引言 (2)1.1 电子钟概述 (2)1.2 设计任务 (2)1.3 系统主要功能 (3)第2节电子钟硬件设计 (3)2.1 系统的硬件构成及功能 (3)2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明 (4)2.3 60秒旋转译码驱动原理 (6)2.4 时分显示部件 (8)第3节系统软件设计 (10)3.1 系统主程序设计…………………………………………………………103.2 定时计数中断程序设计及累计误差消除………………………………113.3 定时计数中断程序设计………………………………………………123.4 时间调整或定闹设置程序设计………………………………………13第4节系统调试与测试结果分析 (14)4.1 使用的仪器仪表…………………………………………………………144.2 系统调试…………………………………………………………………144.3 测试结果…………………………………………………………………144.4 测试结果分析……………………………………………………………144.5 系统误差处理……………………………………………………………15结束语………………………………………………………………………………15参考文献 (16)附录 (17)新颖60秒旋转电子钟第1节引言目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。
现在市场上也出现了一些电子钟,它以六只数码管显示时分秒,与传统的以指针显示秒的方式不同,违背了人们传统的习惯与理念,而且这类电子钟一般是采用大型显示器件,且外观设计欠美观,很少进入百姓家庭。
此外,无论是机械钟,电子钟还是石英钟,都存在共同的问题:时间误差。
针对以上存在的问题,我们设计了一款采用LED显示器件显示的电子时钟,有效的克服了时钟存在的误差问题,并能在夜间不必其它照明就能看到时间,并且以60只发光二极管实现秒显示,并能发出嘀哒嘀哒声,用户容易接受,而且美观大方,更具实用性。
1.1 电子钟概述新颖60秒旋转电子钟是本次的设计容,它采用LED显示器件显示电子时钟,有效的克服了时钟存在的误差问题;它采用的数码管显示时间能在夜间不需要其它照明就能看到时间,而且在7点以前和21点以后数码显示管的亮度会变暗,整点报时也会消失,不仅实现节能,而且不会影响人们的休息;并具有一天两次闹铃的功能,可通过手工更改二次闹铃的时间,停闹无须手工操作;它以60只发光二极管实现秒显示,接看近于传统的秒针来显示秒的形式,利用蜂鸣器模拟秒针行走的嘀哒声。
1.2 设计任务1.任务:设计一款基于AT89C2051单片机的电子钟。
2.设计基本要求:(1)用4只LED数码管输出显示时和分。
(2)可通过按键设置闹钟功能,且停闹无须手工操作。
(3)可通过按键设置分校时。
(4)月计时误差小于45秒。
3.设计发挥部分:(1)用60只LED发光管旋转显示,模拟“秒针”的行走。
(2)模拟“秒针”行走的“滴哒”声。
(3)增加室温检测和显示功能(可与时间交替显示)。
(4)增加停(掉)电保护功能。
(5)提高计市时精度,使年计时误差小于30秒。
(6)增加日自动校准功能,使得该电子钟“永无误差”。
(7)增加红黄绿三色变色装饰。
(8)可通过按键设置一天两闹(比如早晨、中午各一次)。
1.3 系统主要功能电子钟的外观是周边60只发光管顺时旋转来显示秒,中间四只LED数码管用于显示时间,中下方的七只LED灯顺时旋转,供装饰用。
三个按键分别控制电子钟的复位,定闹和调时。
其主要功能有:整点报时;四只LED数码管显示当前时分;每隔一秒钟周边的60只LED发光管旋转一格,装饰用的LED每隔一秒旋转一次。
当发生停电事件时,由后备电池供电,系统进入低功耗状态,所有显示部件停止显示,这样即延长了电池的寿命,同时又保证了CPU继续计数,不至于因停电而时钟停止运行。
当恢复供电后,系统自动恢复工作状态,不影响计时。
第2节系统的硬件设计2.1 系统的硬件构成及功能电脑钟的原理框图如图1所示。
它由以下几个部件组成:单片机89C2051、电源、时分显示部件、60秒旋转译码驱动电路。
时分显示采用动态扫描,以降低对单片机端口数的要求,同时也降低系统的功耗。
时分显示模块、60秒旋转译码驱动电路以及显示驱动都通过89C2051的I/O口控制。
电源部分:电源部分有二部分组成。
一部分是由220V的市电通过变压、整流稳压来得到+5V电压,维持系统的正常工作;另一部分是由3V的电池供电,以保证停电时正常走时。
正常情况下电池是不提供电能的,以保证电池的寿命。
具体电路参见“新颖的60秒旋转电子钟参考电路原理图”。
图1 电子钟系统原理框图2.2 AT89C2051单片机及其引脚说明AT89C2051单片机是51系列单片机的一个成员,是8051单片机的简化版。
部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器,与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。
由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中,因此,AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统,省去了外部的RAM、ROM和接口器件,减少了硬件开销,节省了成本,提高了系统的性价比。
AT89C2051是一个有20个引脚的芯片,引脚配置如图2所示。
与8051相比,AT89C2051减少了两个对外端口(即P0、P2口),使它最大可能地减少了对外引脚下,因而芯片尺寸有所减小。
图2 AT89C2051引脚配置图3 CD4017引脚图AT89C2051芯片的20个引脚功能为VCC 电源电压。
GND 接地。
RST 复位输入。
当RST变为高电平并保持2个机器周期时,所有I/O 引脚复位至“1”。
XTAL1 反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。
XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。
P1口8位双向I/O口。
引脚P1.2~P1.7提供部上拉,当作为输入并被外部下拉为低电平时,它们将输出电流,这是因部上拉的缘故。
P1.0和P1.1需要外部上拉,可用作片精确模拟比较器的正向输入(AIN0)和反向输入(AIN1),P1口输出缓冲器能接收20mA电流,并能直接驱动LED显示器;P1口引脚写入“1”后,可用作输入。
在闪速编程与编程校验期间,P1口也可接收编码数据。
P3口引脚P3.0~P3.5与P3.7为7个带部上拉的双向I/0引脚。
P3.6在部已与片比较器输出相连,不能作为通用I/O引脚访问。
P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流;P3口写入“1”后,部上拉,可用输入。
P3口也可用作特殊功能口,其功能见表1。
P3口同时也可为闪速存储器编程和编程校验接收控制信号。
2.3 60秒旋转译码驱动原理按常规传统设计,需60进制译码驱动电路才能实现60秒旋转译码驱动,若用六片十进制计数译码器构成六十进制计数译码电路,则电路连线多(需要120根连线),硬件电路庞大,开销大。
为此,我们巧妙地采用了两片CD4017进行六十进制计数译码,实现60秒旋转译码驱动。
既减少了电路的复杂程度又可降低了成本。
图4为其时序图。
表1 P3口特殊功能P3口引脚特殊功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2(外部中断0)P3.3(外部中断1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)图4 CD4017引脚、时序图CD4017集成电路是十进制计数/时序译码器,共有10个译码输出Q0~Q9;每个译码输出通常处于低电平,且在时钟脉冲由低到高的上升沿输出高电平;每个高电平输出维持1个时钟周期;每输入10个时钟脉冲,输出一个进位脉冲,因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。
在清零输入端(R)加高电平或正脉冲时,CD4017计数器中各计数单元输出低电平“0”,仅在译码器中只有对应“0”状态的输出端Q0为高电平。
为实现对发光二极管的驱动,将每一个译码输出端口接一只发光二极管,并将二极管串联限流电阻后接地。
当译码端口Q0~Q9中任一端口为高电平,则对应的发光二极管点亮,如图5(左)所示。
仔细考查CD4017的功能,可发现其10个输出的高电平是相互排斥的,即任一时刻只有一只发光二极管点亮,因此可将图5(左)电路进一步简化为如图5(右)所示,从而简化电路设计。
图5 CD4017控制发光二极管原理图在本电子钟设计中,每秒点亮一个发光二极管,循环点亮一周共需60个发光二极管,若用上述的6片CD4017实现驱动,显然电路复杂。
为此我们选用两片CD4017和一片6反相器,采用“纵横双译码”技术,巧妙地实现60秒旋转译码驱动,其中一片接成10进制,一片接成6进制,实现6×10=60的功能,具体连接方法如图6所示。
图6 发光二极管“纵横双译码”循环点亮原理图将周期为1秒的输入脉冲作为其中一片CD4017的时钟脉冲,而此片的级联进位输出端(Q C)作为另一片的时钟输入,并将Q6与复位端相连。
在两片译码输出端交叉点上接入发光二极管,构成6×10矩阵。
根据CD4017时序特点,在初始状态,作为高位(纵)的CD4017译码器输出端口Q0处于高平,经反相器反相后为低电平。
当作为低位(横)的CD4017译码器输出端口Q0~Q9依次输出高电平后,则对应的二极管LD1~LD10依次点亮;此后由于Q C端的进位,高位CD4017译码输出端口Q1输出高电平,反相后输出低电平,当低位的CD4017译码输出端口Q0~Q9依次输出高电平后,二极管LD11~LD20依次点亮。
如此往复,直至高位Q6向复位端输入高电平,CD4017复位,60秒循环点亮重新开始。
2.4 时分显示部件由于系统要显示的容较简单,显示量不多,所以选用数码管既要方便又要经济。
LED有共阴极和共阳极两种。
如图7所示。
二极管的阴极连接在一起,通常此公共阴极接地,而且共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起。
一位显示由8个发光二极管组成,其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画(段)a~g,另一个小数点dp发光二极管。
当在某段发光二极管施加一定的正向电压时,该段笔画即亮:不加电压则暗。
为了保护各段LED不被损坏,需要外加限流电阻。
图7 LED数码管结构原理图众所周知,LED显示数码管通常由硬件7段译码集成电路,完成从数字到显示码的译码驱动。
本系统采用软件译码,以减小体积,降低成本和功耗,软件译码的另一优势还在于比硬件译码有更大的灵活性。
所谓软件译码,即由单片机软件完成从数字到显示码的转换。
从LED数码管结构原理可知,为了显示字符,要为LED显示数码管白日提供显示段码。
组成一个“8”字形字符的7段,再加上1个小数点位,共计8段,因此提供给LED数码管的显示段码为1个字节。