电子钟的工作原理

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..页脚. 基于51单片机电子钟设计

利用如图所示电路，设计一个电子钟，要求如下：

1）显示容：时－分－秒

2）具有闹铃设定功能、时间调整功能

3）具有按键设置功能

一、显示容

显示时间：用六位7段数码管

闹铃提示：用8个发光二极管

设置提示：用8个发光二极管

二、按键功能

P3.2——功能设置键；

P3.3——显示区切换键；

P3.4——“＋”键；

P3.5——“－”键。

设置提示显示要求：

1）正常显示状态，8个发光二极管全灭；

2）时间调整状态，P1.7亮；

3）闹铃设定状态，P1.7和P1.6亮。

显示时间要求：

1）显示 时－分－秒，分三个显示区。

功能设置键K1是一个多功能键：

按第一次，进入时间调整状态

按第二次，进入闹铃设定状态

按第三次，退出设置状态，时钟正常显示。

备注：其他键在K1退出设置状态时无效。

显示区切换键K2：

在设置状态，用于切换不同的显示区，每按一次，将切换一次。

“＋”键K3：在设置状态，用于对相应的显示区数字进行累加，每按一次，数字加1。

“－”键K4：在设置状态，用于对相应的显示区数字进行自减，每按一次，数字减1。

程序：

K1 BIT P3.2

K2 BIT P3.3

K3 BIT P3.4

K4 BIT P3.5

L1 BIT P1.7

L2 BIT P1.6

KEZT EQU 30H

HOUR EQU 31H

MINU EQU 32H

SECO EQU 33H

NHOU EQU 34H

NMIN EQU 35H

K2ZT EQU 36H

电子凸轮

电子凸轮

电子凸轮又称Electronic CAM，是模拟机械凸轮的一种智能控制器。它通过位置传感器（如旋转变压器Resolver或编码器Encod）将位置信息反馈给CPU，CPU将接收到的位置信号进行解码、运算处理，并按设定要求在指定位置将电平信号进行设置并输出。电机——编码器——cpu——伺服电机或步进电机驱动器

电子凸轮和系统组成：（编码器+通讯端口+PC+伺服电机或步进电机）

下图为电子凸轮和系统图。该型号采用旋变作为位置传感器，可以通过通讯端口和PC或手持编程器（Handy terminal）进行通信。PC和手持编程器提供给用户编程使用，为用户提供了方便的编程界面。信号输出采用并行（PIO）和串行（SIO）两种方式，输出信号可以直接用来控制伺服电机和步进电机的驱动器（？），也可以通过控制器将信号集中处理后控制变频器等驱动装置,实现运动控制的目的。

输出设置 DOG是什么?

电子凸轮的输出是以DOG为单位进行设置的，如图4所示。一个DOG分为DOG WIDTH和DOG INTERVAL两部分，DOGWIDTH相当于机械凸轮中开关被压下并保持的时间或角度范围，（啥概念）需设置一个起始角度（Start position）ON（比如图中的0°）和一个终止角度（End

position）OFF（比如图中的30°）。相应的DOGINTERVAL就是相当于开关松开的角度范围。对于一个凸轮来讲，可以有多个DOG，通常只需设置DOG WIDTH，DOG Interval就是在两个DOG WIDTH中间的角度范围，不需另外设置。以下图为例，只需设置0°——ON，30°——OFF；57°——ON，95°——OFF即可。一般可以设定的DOG数和SENSOR的转速有关，转速越高，可以设定的DOG就越少，相反转速越低，可设定DOG数越多。

凸轮信息的输出有两种方式：PIO和SIO。PIO也就是并行输出，共40个通道（CHANEL），其中32个可以用做输出凸轮(CAM)和位置(Position)、速度(Speed)信息，8个CHANEL用做错误信息等的输出。32个CAM可以是32个CAM输出，也可以是16个CAM+Position,或者16个CAM+Speed,或者Speed+Position。用户可以根据具体应用的需要进行合理的设置。SIO也就是串行输出，其输出信息的内容与PIO相同，只是接口形式不同而已，比较适合慢速系统使用。

电子油墨是一种加工成薄膜状的专用材料,与电子显示设备结合在一起使用,是化学、物理学和电子技术的综合应用。电子油墨由数百万个尺寸极小的微胶囊构成,直径与头发丝相当。每一个微胶囊中含有白色和黑色颗粒,分别带有正电荷和负电荷,它们悬浮在清洁的液体中。

如图1所示,电子油墨薄膜的顶部是一层透明材料,作为电极端使用;底部是电子油墨的另一个电极,微胶囊夹在这两个电极间。微胶囊受负电场作用时,白色颗粒带正电荷而移动到微胶囊顶部,相应位置显示为白色;黑色颗粒由于带负电荷而在电场力作用下到达微胶囊底部,使用者不能看到黑色。如果电场的作用方向相反,则显示效果也相反,即黑色显示,白色隐藏。可见,只要改变电场作用方向就能在显示黑色和白色间切换,白色部位对应于纸张的未着墨部分,而黑色则对应着纸张上的印刷图文部分。

电子纸 - 电子纸的技术原理

电子纸的载体是一张特殊的薄胶片，通过在胶片上"涂"上的一层带电的物质（电子墨），根据内容的不同进行后台控制，通过相应的显示组合以达到内容显示的目的。电子纸的内核就是一个广义上的IC，整个阅读器则可看作是一个薄薄的内嵌式遥控显示板。电子墨水就是将带正、负电的诸多黑白粒子，密封于微胶囊内，因施加电场的不同，在监视器表面产生不同的聚集，呈现出黑或白的效果。商业化程度最好的非液晶电子纸技术是E-Ink的电子墨水技术（电泳式电子纸）。

E-Ink的电子纸由电子墨水及两片基板所组成：第一部分是电子墨水，有时被称为“前基板（front plane）”；二是使电子墨水生成文本和图像所需要的电子设备组合，包括控制部分和显示部分，被称为“背基板（backplane）”。背基板上面涂有由无数微小的透明颗粒组成的电子墨水，颗粒直径只有人的头发丝的一半大小。电子墨水是一种加工成薄膜状的专用材料，与电子显示设备结合在一起使用，是化学、物理学和电子技术的综合应用。电子墨水由数百万个尺寸极小的微胶囊构成，直径与头发丝相当。每一个微胶囊中含有带正电荷的白色粒子和带负电荷的黑色粒子，它们悬浮在清洁的液体中。 如图1所示，电子墨水薄膜的顶部是一层透明材料，作为电极端使用；底部是电子墨水的另一个电极，微胶囊夹在这两个电极间。微胶囊受负电场作用时，白色颗粒带正电荷而移动到微胶囊顶部，相应位置显示为白色；黑色颗粒由于带负电荷而在电场力作用下到达微胶囊底部，使用者不能看到黑色。如果电场的作用方向相反，则显示效果也相反，即黑色显示，白色隐藏。可见，只要改变电场作用方向就能在显示黑色和白色间切换，白色部位对应于纸张的未着墨部分，而黑色则对应着纸张上的印刷图文部分。

课

程

设

计

内

容

选用8253计数器2进行1s的定时，其输出OUT1与8259的IRQ0相连，当定时到1s时产生一个中断服务程序进行时、分、秒的计数，并送入相应的存储单元；8255的A口接七段数码管的位选信号，B口接数码管的段选信号。时、分、秒的数值通过对8255的编程可送到七段数码管上显示。

课

程

设

计

简

要

操

作

步

骤

1、了解电子钟的工作原理

2、画出电路原理图

3、根据原理图编写代码

4、连接电路图

5、将试验箱与pc机相连

6、植入代码，检查代码的正确性

7、反复检验，寻找问题，解决问题

8、撰写实验报告、实验过程及实验心得体会

9、完成实验 目 录

摘要 .................................................................................................................. 1

关键词 .............................................................................................................. 2

一、概述 .......................................................................................................... 2

1.1设计目的 ............................................................................................ 2

1.2设计要求 ............................................................................................ 2