文档介绍：可定时日历时钟
南京邮电大学电子电路实验中心
一、题目要求及方案设计
题目要求用十进制数码显示年、月、日、时、分、秒(注:小时为24小时制式;年为2000~2099年可选)。可手动设置和调整年、月、日、时、分、秒。有自动定时提醒功能,每次可以在一天时间内1~8次定时,定时时间为时、分。当定时时间到时,发出声音或音乐,提醒用户,并显示是第几次定时时间到。设计一个自动核时电路,每天在北京时间8点整自动核准时钟一次。时钟精确度≤1ms/天,可以进一步提高时钟精确度。自行设计并制作满足本任务要求的电源,并设计制作不掉电电源。
基于以上设计要求,制作时考虑了以下几种方案:
(一).方案一
时钟芯片
分频电路
→→→←←
100
进
制
计数器
60
进
制
计数器
60
进
制
计数器
24
进
制
计数器
30
进
制
计数器
12
进
制
计数器
译码
驱动
编码
译码
驱动
编码
译码
驱动
编码
译码
驱动
编码
译码
驱动
编码
译码
驱动
编码
图1
如图1,以时钟芯片的输出脉冲作为系统的时基信号,用计数器计数,通过设置不同的进制,分频为秒、分、时、日、月、年。然后通过数值转换,译码,编码,LED显示。
通过数值比较器,来设置定时值。
此方案直观,而且,通过外选时钟芯片,可以使即使精度很高。但由于硬件计数,计数进制不容易改变,所以,闰年月问题须进一步通过计数器、数值比较器,除法器等,来自动修改进制,但工作量浩繁。
(二).方案二
如图2,以单片机内的定时器为时基信号,通过软件计数,分频,数值转换,编、译码等功能,输出LED所需段码,经驱动电路,LED显示年、月、日、时间;同时定时、提醒、自动校核等功能也由微控制器完成。LED动态显示,节省了硬件工作量,提高了元器件的利用效率。但该方案因为时基信号实际源于单片机的晶振的输出脉冲,其计时精度也依赖于晶振工作频率的精度,难于满足计时误差≤1ms/天的要求。
LED
显
示
信号处理电路
(带通滤波)
微控制器软、硬件系统
标准时间接收电路
驱动显示
段码、位选
段码、位选
图 2
(三).方案三
吸取方案一的长处,采用专用时钟MC146818,进一步提高了计时精度,避开了方案二的不足;功能强大的146818提供的日历,圆满地解决了闰年、闰月问题;微控制器只要向它发出指令,读取它的数据及响应中断。这样,计时与取指、运算、控制硬件分开,避免运算控制与计时的冲突,为提高时钟精度创造了条件。芯片146818计时的高精度,保证了系统时钟的高精度。采用LED动态显示,节省了驱动译码、编码电路,提高了硬件利用率。在自动核准方面,采用中断控制方式,最大限度地减少了时间自动核准的迟滞。
数据、中断
时钟发生电路
微控制器软、硬件系统
时标信号接收电路
中断信号
段码、位选
LED驱动、显示电路
小键盘
定时提醒电路
不掉电
电源
图 3
我们设计并制作了不掉电电源。平时电源为蓄电池充电,一旦断电,自动切换成蓄电池方式。较大容量的蓄电池使日历时钟在正常供电中断时,可以保证较长时间的可靠运行。
综合上面的种