基于51單片機定時(shí)器的電子時(shí)鐘設計方案

單片機定時(shí)器在目前的產(chǎn)品研發(fā)和設計過(guò)程中，其主要作用是進(jìn)行精準的時(shí)間定值，因此在對時(shí)間控制要求較高的數控領(lǐng)域中，單片機定時(shí)器的身影隨處可見(jiàn)。今天我們將會(huì )為大家分享一種比較基礎的電子時(shí)鐘設計方案，該方案基于51單片機定時(shí)器進(jìn)行設計，精度較高，時(shí)鐘鬧鐘調節簡(jiǎn)單。

在本方案中，我們所設計的這種電子時(shí)鐘主要由51單片機定時(shí)器、1602LCD液晶屏等構成。在電路設計方面，該方案主要采用晶振電路作為驅動(dòng)電路，晶振電路的晶振頻率為12MHZ。利用單片機內部定時(shí)計數器0通過(guò)軟件擴展產(chǎn)生的一秒定時(shí)，達到時(shí)分秒的計時(shí)，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿(mǎn)二十四小時(shí)為一天，又從00:00:00開(kāi)始計時(shí)。鬧鐘和時(shí)鐘的時(shí)分秒的調節是由一個(gè)按鍵控制，而另外一個(gè)按鍵控制時(shí)鐘和鬧鐘的時(shí)間的調節。當按下鬧鐘按鍵K3時(shí)時(shí)鐘就會(huì )進(jìn)入設置時(shí)間界面，但是時(shí)鐘不會(huì )停止工作，按K2鍵就可以對時(shí)鐘和鬧鐘要設置的時(shí)間進(jìn)行調整。單片機利用外部12MHZ晶振構成振蕩電路作為時(shí)鐘源，時(shí)鐘電路的系統結構框圖如下圖圖1所示，時(shí)鐘電路原理如下圖圖2所示。

獨立按鍵輸入電路

在本方案中，基于單片機定時(shí)器所設計的時(shí)鐘系統，其獨立按鍵的輸入電路設計是非常重要的。對此，我們的按鍵處理設置為當有沒(méi)鍵按下時(shí)，時(shí)鐘正常運行。當按一次K1，時(shí)鐘停止走動(dòng)，按K2對秒進(jìn)行調整。當K1按2次時(shí)，按K2對分進(jìn)行調整。當K1按下3次時(shí)，按K2對小時(shí)進(jìn)行調整，當按下4次K1時(shí)，校時(shí)完畢，時(shí)鐘按設定的時(shí)間進(jìn)行正常走時(shí)。以上為正常走時(shí)設置。當按1次K3進(jìn)入鬧鐘設置界面，時(shí)鐘繼續進(jìn)行走時(shí)，按K2對秒進(jìn)行設置。當按2次K3，按K2對分進(jìn)行設置。當按3次K3，按K2對秒進(jìn)行設置。當按下4次K3時(shí)，鬧鐘設置完畢進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面。這種獨立按鍵輸入電路的電路設計圖如下圖圖3所示，所采用的單片機外形及引腳排列如下圖圖4所示。

LCD液晶顯示

在本方案中，我們所采用的LCD液晶顯示屏型號為1602，該種LCD顯示屏采用標準的16腳接口，其電路圖如下圖圖5所示。這種1602LCD液晶顯示屏的各引腳注釋為：第1腳VSS為電源地。第2腳VDD接5V電源正極。第3腳V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高。第4腳RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數據寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳RW為讀寫(xiě)信號線(xiàn)，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳E(或EN)端為使能(enable)端。D0～D7為8位雙向數據端。第15～16腳為空腳或背燈電源。

軟件設計

在這種基于單片機定時(shí)器的時(shí)鐘設計方案中，本系統的軟件系統可以分為主程序、定時(shí)計數中斷程序、時(shí)間調整程序、延時(shí)程序四大模塊。軟件系統的流程圖如下圖圖6所示。

從上圖圖6中可以看到，在這種基于單片機定時(shí)器的時(shí)鐘軟件系統中，時(shí)鐘的定時(shí)中斷程序是利用單片機內部定時(shí)器0實(shí)現1秒的定時(shí)，然后利用軟件延時(shí)實(shí)現分小時(shí)設計。而時(shí)間調整程序是利用單片機的內部存貯器，把調整好的時(shí)間寫(xiě)到顯示時(shí)間的存貯單元，然后啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計時(shí)并顯示。時(shí)間延時(shí)程序是利用軟件實(shí)現延時(shí)達到去抖的目的。液晶啟動(dòng)程序是為了把單片機的數據送到顯示器的同時(shí)讓顯示器的第6腳使能斷的電平實(shí)現由1到0的跳變，使顯示器執行顯示的命令。主程序就是利用這些子程序中斷程序實(shí)現顯示、定時(shí)、鬧鐘等功能。下圖圖7為設置好的鬧鐘時(shí)間，圖8為鬧鐘響鈴時(shí)的響應電路圖。

圖7 設置好的鬧鐘時(shí)間

圖8 鬧鐘響鈴

以上就是本文針對一種基于單片機定時(shí)器的時(shí)鐘設計，所進(jìn)行的設計方案分享，希望能夠對給位電子愛(ài)好者以及新人工程師的設計帶來(lái)一定的參考和幫助。