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第二章 方案论证与比较
2.1 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。
2.2 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。