一、方案论证与比较
1．数字时钟
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。
方案二：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。
基于时钟芯片的上述优点，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。
本设计从节省 I/O 口和降低能耗出发，采用方案二。
二、系统设计
1．总体设计
（1）系统框图
系统框图如图 1 所示。
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