基于51單片機(jī)定時器的電子時鐘設(shè)計方案

單片機(jī)定時器在目前的產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計過程中，其主要作用是進(jìn)行精準(zhǔn)的時間定值，因此在對時間控制要求較高的數(shù)控領(lǐng)域中，單片機(jī)定時器的身影隨處可見。今天我們將會為大家分享一種比較基礎(chǔ)的電子時鐘設(shè)計方案，該方案基于51單片機(jī)定時器進(jìn)行設(shè)計，精度較高，時鐘鬧鐘調(diào)節(jié)簡單。

在本方案中，我們所設(shè)計的這種電子時鐘主要由51單片機(jī)定時器、1602LCD液晶屏等構(gòu)成。在電路設(shè)計方面，該方案主要采用晶振電路作為驅(qū)動電路，晶振電路的晶振頻率為12MHZ。利用單片機(jī)內(nèi)部定時計數(shù)器0通過軟件擴(kuò)展產(chǎn)生的一秒定時，達(dá)到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天，又從00:00:00開始計時。鬧鐘和時鐘的時分秒的調(diào)節(jié)是由一個按鍵控制，而另外一個按鍵控制時鐘和鬧鐘的時間的調(diào)節(jié)。當(dāng)按下鬧鐘按鍵K3時時鐘就會進(jìn)入設(shè)置時間界面，但是時鐘不會停止工作，按K2鍵就可以對時鐘和鬧鐘要設(shè)置的時間進(jìn)行調(diào)整。單片機(jī)利用外部12MHZ晶振構(gòu)成振蕩電路作為時鐘源，時鐘電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖圖1所示，時鐘電路原理如下圖圖2所示。

獨立按鍵輸入電路

在本方案中，基于單片機(jī)定時器所設(shè)計的時鐘系統(tǒng)，其獨立按鍵的輸入電路設(shè)計是非常重要的。對此，我們的按鍵處理設(shè)置為當(dāng)有沒鍵按下時，時鐘正常運行。當(dāng)按一次K1，時鐘停止走動，按K2對秒進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)K1按2次時，按K2對分進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)K1按下3次時，按K2對小時進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)按下4次K1時，校時完畢，時鐘按設(shè)定的時間進(jìn)行正常走時。以上為正常走時設(shè)置。當(dāng)按1次K3進(jìn)入鬧鐘設(shè)置界面，時鐘繼續(xù)進(jìn)行走時，按K2對秒進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)按2次K3，按K2對分進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)按3次K3，按K2對秒進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)按下4次K3時，鬧鐘設(shè)置完畢進(jìn)入時鐘顯示界面。這種獨立按鍵輸入電路的電路設(shè)計圖如下圖圖3所示，所采用的單片機(jī)外形及引腳排列如下圖圖4所示。

LCD液晶顯示

在本方案中，我們所采用的LCD液晶顯示屏型號為1602，該種LCD顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其電路圖如下圖圖5所示。這種1602LCD液晶顯示屏的各引腳注釋為：第1腳VSS為電源地。第2腳VDD接5V電源正極。第3腳V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高。第4腳RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。第6腳E(或EN)端為使能(enable)端。D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳為空腳或背燈電源。

軟件設(shè)計

在這種基于單片機(jī)定時器的時鐘設(shè)計方案中，本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)可以分為主程序、定時計數(shù)中斷程序、時間調(diào)整程序、延時程序四大模塊。軟件系統(tǒng)的流程圖如下圖圖6所示。

從上圖圖6中可以看到，在這種基于單片機(jī)定時器的時鐘軟件系統(tǒng)中，時鐘的定時中斷程序是利用單片機(jī)內(nèi)部定時器0實現(xiàn)1秒的定時，然后利用軟件延時實現(xiàn)分小時設(shè)計。而時間調(diào)整程序是利用單片機(jī)的內(nèi)部存貯器，把調(diào)整好的時間寫到顯示時間的存貯單元，然后啟動定時器開始計時并顯示。時間延時程序是利用軟件實現(xiàn)延時達(dá)到去抖的目的。液晶啟動程序是為了把單片機(jī)的數(shù)據(jù)送到顯示器的同時讓顯示器的第6腳使能斷的電平實現(xiàn)由1到0的跳變，使顯示器執(zhí)行顯示的命令。主程序就是利用這些子程序中斷程序?qū)崿F(xiàn)顯示、定時、鬧鐘等功能。下圖圖7為設(shè)置好的鬧鐘時間，圖8為鬧鐘響鈴時的響應(yīng)電路圖。

圖7 設(shè)置好的鬧鐘時間

圖8 鬧鐘響鈴

以上就是本文針對一種基于單片機(jī)定時器的時鐘設(shè)計，所進(jìn)行的設(shè)計方案分享，希望能夠?qū)o位電子愛好者以及新人工程師的設(shè)計帶來一定的參考和幫助。