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20引脚单片机打造的极简电子钟设计与软件要点
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本文档详细解析了一款电路极简的单片机电子钟的设计过程,特别强调了其设计的独特之处。这款电子钟使用了一颗20引脚的单片机AT89C2051作为核心,仅依靠这一片芯片就实现了全部功能,相比于常见的多片IC设计,大大简化了电路结构。单片机的P1口负责显示数据输出,而P3.0到P3.3被用作位选通信号驱动LED数码管,通过PNP型晶体管VT1~VT4进行电流放大,以补偿数码管点亮时的较大功率消耗。 设计中还包括了三个轻触式按键,如模式设定键、时调整键和分调整键,分别对应不同的功能操作。电源管理方面,使用了7805三端稳压器为系统提供5V电压,电子钟兼容性较强,可以适应多种电源输入。此外,软件设计是实现电子钟功能的关键,例如走时、走时调整、闹时调整以及闹时启停设定等,都依赖于精心编写的程序逻辑。 主程序的状态流程图展示了不同功能的操作步骤和标志位的管理,例如掉电标志flag用于检测是否需要重新设定时间,set标志则用于指示当前操作模式。整体而言,本文档不仅介绍了硬件电路的布局,还深入剖析了软件设计的策略,对于希望学习单片机电子钟设计初学者来说,是一份非常实用且详尽的教学资料。
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运行时建立的主要状态标志如下:
flag—掉电标志。掉电后,flag 内为一随机数;重新设定时间后 flag 内写入标志数
55H。
set—工作模式设定标志。
hour—走时“时”单元。
min—走时“分”单元。
sec—走时“秒”单元。
deda—走时 5mS 计数单元
t_hour—闹时“时”单元。
t_min—闹时“分”单元。
d_05s—0.5 秒位标志。每秒钟的前 0.5 秒置 1,后 0.5 秒置 0,以使秒点闪烁。
o_f—闹时启/停位标志。闹时启动置 1,闹时关停置 0。
另外将定时器 T0 设定为 5mS 的定时中断。这里晶振频率为 12MHz,因此 5mS
的初值为-5000,但实际上程序还要作其它运算,使得时间偏长,经调整为-4800 后
试验刚好。计时单元 deda 每次中断均加 1。走时函数判断 deda>=200 时即令
秒单元 sec 加 1。同理秒单元 sec 满 60 后令分单元 min 加 1。分单元 min 满 60
后令时单元 hour 加 1。时单元 hour 满 24 后清 0。
上电后,首先进行初始化,对各状态标志、输入输出口及定时器 T0 进行初始化工
作,以适应后面程序的要求。
随后程序判断有无 set 键按下,如按下,则 set 键值从 0 起加 1。set 键值只能从 0
加到 3,然后又回到 0。
接下来,根据键值进行散转。若 set=0,运行走时程序;若 set=1,进入调整闹时时间
程序;若 set=2,进入调整走时时间程序;若 set=3,显示已调好的闹时时间,同时进
入启/停闹时程序。
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