基于单片机的电子时钟6位LED数码管显示.pdf
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2023-05-27
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数码管显示电子时钟设计
一.功能要求
1.数字电子时钟最主要是 LED 数码管显示功能,以 24 小时为一个周期,显示时
间时、分、秒。
2.具有校时功能,可以对时、进行单独校对,使其校正到标准时间。
二.方案论证
1.数字时钟方案
数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要,可利用两种方案实现。
方案一：本方案采用 Dallas 公司的专用时钟芯片 DS12887A。该芯片内部采
用石英晶体振荡器,其芯片精度不大于 10ms/年,且具有完备的时钟闹钟功能,因
此,可直接对其以用于显示或设置,使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电
压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作,芯片内部包含锂电池。当电网电
压不足或突然掉电时,系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上
电,程序不执行时,锂电池也能保证芯片的正常运行,以备随时提供正确的时间。
方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设
三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时
中断,每产生一次中断,存储器内相应的秒值加 1；若秒值达到 60,则将其清零,
并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60,则清零分字节,并将时字节值加 1；若
时值达到 24,则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执
行程序时,定时器都要重新赋初值,所以该时钟精度不高。而且,由于是软件实现,
当单片机不上电,程序不执行时,时钟将不工作。
基于硬件电路的考虑,本设计采用方案二完成数字时钟的功能。
2.数码管显示方案
方案一
：静态显示。所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应的发光二极管
恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个 8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能
获得较高的亮度,且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时,静态显示所需的 I/O 口太多,造
成了资源的浪费。
方案二
：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位,对于显示器的每
一位来说,每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示,但必须保证扫
描速度足够快,字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关,也于点亮时间与间隔时间的
比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O 口,降低了能耗。
从节省 I/O 口和降低能耗出发,本设计采用方案二。
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