子钟，它以六只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，我们设计了款采用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。系统主要功能电子钟的主要功能有整点报时四只数码管显示当前时分并且具有闹钟功能。系统的硬件构成及功能电脑钟的原理框图如图所示。它由以下几个部件组成单片机电源时分显示部件。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。时分显示模块以及显示驱动都通过的口控制。电源部分电源部分有二部分组成。部分是由的市电通过变压整流稳压来得到电压，维持系统的正常工作。图电子钟系统原理框图单片机及其引脚说明单片机是系列单片机的个成员，是单片机的简化版。内部自带字节可编程存储器的低电压高性能八位微处理器，与系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，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。是个有个引脚的芯片，引脚配置如图所示。与相比，减少了两个对外端口即口，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。图引脚配置芯片的个引脚功能为电源电压。接地。复位输入。当变为高电平并保持个机器周期时，所有引脚复位至。反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。来自反向振荡放大器的输出。口位双向口。引脚提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。和需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入和反向输入，口输出缓冲器能接收电流，并能直接驱动显示器口引脚写入后，可用作输入。在闪速编程与编程校验期间，口也可接收编码数据。口引脚与为个带内部上拉的双向引脚。在内部已与片内比较器输出相连，不能作为通用引脚访问。口的输出缓冲器能接收的灌电流口写入后，内部上拉，可用输入。口也可用作特殊功能口，其功能见表。口同时也可为闪速存储器编程和编程校验接收控制信号。时分显示部件由于系统要显示的内容较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。有共阴极和共阳极两种。如图所示。二极管的阴极连接在起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在起，接入的电压。位显示器由个发光二极管组成，其中个发光二极管构成字型的各个笔划段，另个小数点为发光二极管。当在段发光二极管施加定的正向电压时，该段笔划即亮不加电压增加，并将分时的个位十位放入显示缓冲器。当分计数缓冲器和时计数缓冲器分别到达时，则对它们清零，以便从新计数。在中断设计中，还通过软件实现了累计误差消除功能，使整个系统时间的精确度得到保证。图系统主程序流程图图定时中断程序结束语上述电子钟，无论在外观上还是功能上都实现了较为完善的设计。特别值得提的是本系统在精度上的设计，突破传统的方法，对可能产生的积累误差采用抵消法，从而有效地降低了时间误差。由于计数时产生的积累误差所导致的时间误差，是所有的电子计时系统共同存在的问题。但在目前市场上的电子时钟产品，如计算机中的时钟，手机中的时钟等并没有有效的采取消除误差的措施。本系统设计的消除积累误差来减少时间误差的软件方法，并不需要任何的硬件，因此在不增加成本的情况下，可以普遍用于所有的电子时钟产品。电子钟基本部分参考电路原理图电子钟基本部分参考图电子钟基本部分参考电路器件清单名称数量备注按扭插脚晶振数码管共阴蜂鸣器电容电容电容三极管或电阻电阻线路板不定主要设备单片机仿真器带仿真头焊接实验工具箱套电源④制板设备则暗。为了保护各段不被损坏，需外加限流电阻。图数码管结构原理图众所周知，显示数码管通常由硬件段译码集成电路，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。从数码管结构原理可知，为了显示字符，要为显示数码管提供显示段码，组成个字形字符的段，再加上个小数点位，共计段，因此提供给数码管的显示段码为个字节。各段码位与显示段的对应关系如表。表各段码位的对应关系段码位显示段需说明的是当用数据口连接数码管引脚时，不同的连接方法，各段码位与显示段有不同的对应关系。通常数据口的位与段连接，位与段连接，位与段连接,如表所示，表为用于数码管显示的十六进制数和空白字符与的显示段码。表显示段码字型共阳极段码共阴极段码字型共阳极段码共阴极段码空白注本表所列各字符的显示段码均为小数点不亮的情况。空白字符即没有任何显示。根据单片机灌电流能力强，拉电流能力弱的特点，我们选用共阳数码管。将的分别与共阳数码管的及相连，高电平的位对应的数码管的段暗，低电平的位对应的数码管的段亮，这样，当口输出不同的段码，就可以控制数码管显示不同的字符。例如当口输出的段码为，数码管显示的字符为。数码管显示器有二种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。动态扫描显示方式需解决多位数码管的段控和位控问题，本电路的段控即要显示的段码的控制通过口实现而每位的公共端，即数码管的位控，则由口控制。这种连接方式由于多位字段线连在起，因此，要想显示不同的内容，必然要采取轮流显示的方式，即在瞬间，只让其中的位的字位线处于选通状态，其它各位的字位线处于断开状态，同时字段线上输出这位相应要显示字符的字段码。在这瞬时，只有这位在显示，其他几位则暗。在本系统中,字位线的选通与否是通过三极管的导通与截止来控制,即三极管处于开关状态。系统的时分显示部件由只段共阳数码管构成，前两只用于时的显示，后两只用于分的显示。值得提的是，在设计中需要实现时与分之间的两个闪烁点，为此，将第三只数码管倒置摆放，这样就形成了两个很自然的闪烁点。与此同时，为了能使两点显示能够形象的表示时钟秒的变化，设计时，将两个点由单独控制，每隔秒使发送个正脉冲，从而实现了两个点的闪烁显示，闪烁周期为秒。系统的软件构成及功能本系统的软件系统主要可分为主程序和定时器中断程序两大模块。在程序过程中，加入了抗干扰措施。下面对部分模块作介绍。系统主程序设计主程序的功能是完成系统的初始化，程序流程如图所示。中断程序设计中断程序如图所示完成时间计数，时间调整，误差消除等功能。中断采用内部中断实现，定时时间为，当时间到达,即分钟时，分计数缓冲器增加，到达小时，则时计数缓冲器，等待仿真完成后就会看到下图了第三章基于单片机的仿真例子单片机电路设计如图所示。电路的核心是单片机。单片机的口八个引脚接显示器的段选码的引脚上，单片机的口六个引脚接显示器的位选码的引脚上，电阻起限流作用，总线使电路图变得简洁。程序设计实现显示器的选通并显示字符。电路图的绘制将所需元器件加入到对象选择器窗口。单击对象选择器按钮，如图所示弹出页面，在输入，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在中，如图所示。在栏中的列表项中，双击，则可将添加至对象选择器窗口。接着在栏中重新输入，如图所示。双击，则可将位共阳段显示器添加至对象选择器窗口。最后，在栏中重新输入，选中,如图所示。在栏中获得与完全匹配的搜索结果。双击，则可将电阻添加至对象选择器窗口。单击按钮，结束对象选择。经过以上操作，在对象选择器窗口中，已有了三个元器件对象，若单击，在预览窗口中，见到的实物图，如图所示若单击或，在预览窗口中，见到和的实物图，如图所示。此时，我们已注意到在绘图工具栏中的元器件按钮处于选中状态。放置元器件至图形编辑窗口在对象选择器窗口中，选中，将鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放位置单击鼠标左键，该对象被完成放置。同理，将和放置到图形编辑窗口中。如图所示。若对象位置需要移动，将鼠标移到该对象上，单击鼠标右键，此时我们已经注意到，该对象的颜色已变至红色，表明该对象已被选中，按下鼠标左键，拖动鼠标，将对象移至新位置后，松开鼠标，完成移动操作。由于电阻的型号和电阻值均相同，因此可利用复制功能作图。将鼠标移到，单击鼠标右键，选中，在标准工具栏中，单击复制按钮，拖动鼠标，按下鼠标左键，将对象复制到新位置，如此反复，直到按下鼠标右键，结束复制。此时我们已经注意到，电阻名的标识，系统自动加以区分。放置总线至图形编辑窗口单击绘图工具栏中的总线按钮，使之处于选中状态。将鼠标置于图形编辑窗口，单击鼠标左键，确定总线的起始位置移动鼠标，屏幕出现粉红色细直线，找到总线的终了位置，单击鼠标左键，再单击鼠标右键，以表示确认并结束画总线操作。此后，粉红色细直线被蓝色的粗直线所替代，如图所示。元器件之间的连线的智能化可以在你想要画线的时候进行自动检测。下面，我们来操作将电阻的右端连接到显示器的端。当鼠标的指针靠近右端的连接点时，跟着鼠标的指针就会出现个号，表明找到了的连接点，单击鼠标左键，移动鼠标不用拖动鼠标，将鼠标的指针靠近显示器的端的连接点时，跟着鼠标的指针就会出现个号，表明找到了显示器的连接点，同时屏幕上出现了粉红色，如图所示。此后，便可实现与连接调试。与连接仿真调试单击仿真运行开始按钮，我们能清楚地观察到每个引脚的电频变化，红色代表高电频，蓝色代表低电频。在显示器上，循环显示。第四章用和设计在中完成原理图元件加入和，有两个隐藏的引脚和，因此必须将的属性设为，的属性设为。修