STC12C2052單片機LED點陣電子時鐘制作

一、設計目的

在日常生活中，大家見到的都是數碼管制作的電子鐘，LED點陣時鐘則不多見。盡管點陣時鐘有它自己的缺點，如硬件利用不充分，價格較高，但是點陣時鐘的字體可以方便地改變，只要改變單片機中的程序，就可以任意改變顯示出來的字體，親切的字體常常會給人耳目一新的感覺，不象普通LED數碼管的字體那么呆板，這可能是LED點陣時鐘最主要的特點了。

二、方案

１、LED點陣電子時鐘的結構、功能：

1）24小時計時。

2）4位時間顯示，使用四塊Φ3mm 8×8LED點陣。

3）時鐘的發生采用了目前較流行的DS1302實時時鐘芯片，時鐘精確度較高，掉電后能維持一個月保持時間不掉。

4）采用STC12C2052單片機，便于硬件擴展。24MHz晶體，工作頻率高，顯示數字不閃爍！

5）采用變壓器供電，便于時鐘的擺放。變壓器供電電壓是9V的，經PCB主板上的7805穩壓后輸出穩定的5V電壓，損耗較小。

6）電子按鈕時間調節。

7）雙面PCB設計，電路小巧精悍。

8）有紅色和綠色LED可選擇（注：只能是單色屏）。

9）點陣屏采用接插的方式插在PCB上（可選），默認的點陣屏是焊在主板上的。

10）單元電路都有濾波電路，整體電路工作穩定。

２、LED點陣電子時鐘的主要元件

Φ3mm 8×8LED點陣四塊、STC12C2052單片機一片、DS1302實時時鐘芯片一片、ＬＭ7805穩壓芯片一片、24MHz晶振一個、供電電壓是9V變壓器一個、調節按鈕開關四個，其余電阻、電容、二極管、三極管等若干。

３、LED點陣電子時鐘的主要元件性能比較

1）關于DS1302時鐘芯片：

采用DS1302實時時鐘芯片的時鐘，其程序設計及時間準確度，與單片機直接產生時間的時鐘，效果不可同日而語。DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償功能，工作電壓寬達2.5～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×８的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源／后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。

2）備用電源：

備用電源B1，可以用電池或者超級電容（10萬uF以上）。雖然DS1302在主電源掉電后，耗電很小，但如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池。可以用老式電腦主板上的那種3.6V充電電池。如果斷電時間較短（幾小時或幾天）時，就可以用漏電較小的普通電解電容代替。100uF就可以保證1小時的正常走時。

三、設計

１、電子線路：

雙面PCB設計，電路小巧精悍

２、程序設計：

主要程序

#include “STC12C2052AD.H”

extern void Read_Time（unsigned char ucCurtime［］）;

extern void Set_Time（unsigned char *pSecDa）;

extern void Set_Charge（void）;

sbit HC138A = P3^2;

sbit HC138B = P3^3;

sbit HC138C = P3^4;

sbit HC138EN = P3^5;

sbit HC595SER=P1^6;

sbit HC595RCLK=P1^5;

sbit HC595SRCLK=P1^4;

sbit KEY1=P1^7;

sbit KEY2=P3^7;

//sbit KEY1 =

//sbit KEY2 =

unsigned char MSecond;

unsigned char Second，Minute，Hour;

unsigned char c1，c2，c3，c4，c5;

unsigned char Time［8］;

unsigned char KeyState;

unsigned char Key1On;

unsigned char Key2On;

unsigned char code ZF［］=

{

0x00，0x06，0x09，0x09，0x09，0x09，0x09，0x06，

0x00，0x02，0x06，0x02，0x02，0x02，0x02，0x07，

0x00，0x06，0x09，0x01，0x02，0x04，0x08，0x0f，

0x00，0x06，0x09，0x01，0x06，0x01，0x09，0x06，

0x00，0x02，0x06，0x0a，0x0a，0x0f，0x02，0x02，

0x00，0x0f，0x08，0x0e，0x09，0x01，0x09，0x06，

0x00，0x06，0x09，0x08，0x0e，0x09，0x09，0x06，

0x00，0x0f，0x01，0x01，0x02，0x04，0x04，0x04，

0x00，0x06，0x09，0x09，0x06，0x09，0x09，0x06，

0x00，0x06，0x09，0x09，0x07，0x01，0x09，0x06，

0x00，0x00，0x06，0x06，0x00，0x06，0x06，0x00，

0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00

};

void Delay（unsigned int time）

{

unsigned int i;

for （i=0;i《time;i++）;

}

void write595（unsigned char dd）

{

unsigned char i;

for （i=0;i《8;i++）

{

HC595SER=dd&0x01;

dd=dd/2;

HC595SRCLK=1;

HC595SRCLK=0;

}

}

void main （void）

{

unsigned char i;

unsigned char z1，z2，z3;

EA=1; //允許CPU中斷

ET0=1; //定時器0中斷打開

TMOD=0x01; //設定時器0為方式1

TH0=0xB7;

TL0=0xFF; //設定時值為20 000 μs（20 ms）

TR0=1; //開始定時

// EA=0;

P1M0=0;

P1M1=0;

Set_Charge（）;

for（i=0;i《8;i++） Time［i］=1;

Set_Time（Time）;

KeyState=0;

Key1On=0;

Key2On=0;

Read_Time（Time）;

// Second=0;

// Minute=25;

// Hour=22;

Second=Time［0］;

Minute=Time［1］;

Hour=Time［2］;

c1=Minute;

c2=Minute/16;

c3=10;

c4=Hour;

c5=Hour/16;

while（1）

{

// c1=Minute;

// c2=Minute/10;//http://www.5imcu.net/

// c4=Hour;

// c5=Hour/10;

if （KEY1==0）

{

if （Key1On==0） Key1On=1;

else if （Key1On==1）

{

Key1On=2;

KeyState++;

if （KeyState》2）

{

KeyState=0;

Read_Time（Time）;

Time［1］=Minute;

Time［2］=Hour;

Set_Time（Time）;

}

}

}

else Key1On=0;

if （KEY2==0）

{

if （Key2On==0） Key2On=1;

else if （Key2On==1）

{

Key2On=2;

if （KeyState==1）

{

Minute++;

if （Minute》9） Minute=Minute+6;

if （Minute》0x59） Minute=0;

}

else if （KeyState==2）

{

Hour++;

if （Hour》9） Hour=Hour+6;

if （Hour》0x23） Hour=0;

}

}

}

else Key2On=0;

if （KeyState==0）

{

Read_Time（Time）;

if （Second！=Time［0］）

{

c3=10;

MSecond=0;

}

Second=Time［0］;

Minute=Time［1］;

Hour=Time［2］;

c4=Hour;

c5=Hour/16;

c1=Minute;

c2=Minute/16;

}

else

{

c4=Hour;

c5=Hour/16;

c1=Minute;

c2=Minute/16;

}

for （i=0;i《8;i++）

{

HC138EN=1;

HC595SER=0;

HC595RCLK=0;

HC595SRCLK=0;

// write595（0xff）;

// write595（0x35）;//http://www.5imcu.net/

z1=0xff;

z2=0xff;

z3=0xff;

if （KeyState！=2）

{

z3=z3-（ZF［8*c1+i］《《1）;

z3=z3-（ZF［8*c2+i］《《6）;

z2=z2-（ZF［8*c2+i］》》2）;

}

z2=z2-（ZF［8*c3+i］《《2）;

if （KeyState！=1）

{

z2=z2-（ZF［8*c4+i］《《6）;

z1=z1-（ZF［8*c4+i］》》2）;

z1=z1-（ZF［8*c5+i］《《3）;

}

write595（z1）;

write595（z2）;

write595（z3）;

HC595RCLK=1;

HC595RCLK=0;

HC595SER=0;

HC595SRCLK=0;

HC138A=i&0x01;

HC138B=i&0x02;

HC138C=i&0x04;

HC138EN=0;

Delay（300）;

}

}

}

void Time0Interrupt（void） interrupt 1 using 1

{

TH0=0xB7; //20 ms斷點 （1）

TL0=0xFF; //設定時值

MSecond=MSecond+1;

if （MSecond==15）

{

c3=11;

}

}

四、安裝調試

LED點陣電子時鐘的調節方法：

在時鐘的電路板上，有四個調節按鈕開關，分別是：S1、S2、S3、S4，其調節方法為：

K1：小時增加；

K2：分鐘增加；

K3：秒清零；

K4：切換秒顯示。

五、實驗試驗

1、點陣時鐘正面圖

2、初次使用時，通電后，時鐘默認是不運行的，要進行初始化設置，方法是：按K4按鈕，切換秒顯示，此時顯示80秒；再按K3進行秒清零，時鐘開始運行，秒開始累加。

六、實驗總結

該系統的工作過程是利用STC12C2052單片機讀時鐘芯片DS1302，并通過四塊Φ3mm 8×8LED點陣達到顯示時間的目的。

通過這次設計，使我加深了對單片機原理的理解與應用，鞏固了課本上所學的知識，真正實現了學以致用的目的。