STC12C2052单片机LED点阵电子时钟制作

STC12C2052单片机LED点阵电子时钟制作
一、设计目的
在日常生活中，大家见到的都是数码管制作的电子钟，LED点阵时钟则不多见。尽管点阵时钟有它自己的缺点，如硬件利用不充分，价格较高，但是点阵时钟的字体可以方便地改变，只要改变单片机中的程序，就可以任意改变显示出来的字体，亲切的字体常常会给人耳目一新的感觉，不象普通LED数码管的字体那么呆板，这可能是LED点阵时钟最主要的特点了。
二、方案
１、LED点阵电子时钟的结构、功能：
　　　　1）24小时计时。
　　　　2）4位时间显示，使用四块Φ3mm 8×8LED点阵。
3）时钟的发生采用了目前较流行的DS1302实时时钟芯片，时钟精确度较高，掉电后能维持一个月保持时间不掉。
4）采用STC12C2052单片机，便于硬件扩展。24MHz晶体，工作频率高，显示数字不闪烁！
5）采用变压器供电，便于时钟的摆放。变压器供电电压是9V的，经PCB主板上的7805稳压后输出稳定的5V电压，损耗较小。
6）电子按钮时间调节。
7）双面PCB设计，电路小巧精悍。
8）有红色和绿色LED可选择（注：只能是单色屏）。
9）点阵屏采用接插的方式插在PCB上（可选），默认的点阵屏是焊在主板上的。
10）单元电路都有滤波电路，整体电路工作稳定。
２、LED点阵电子时钟的主要元件
Φ3mm 8×8LED点阵四块、STC12C2052单片机一片、DS1302实时时钟芯片一片、ＬＭ7805稳压芯片一片、24MHz晶振一个、供电电压是9V变压器一个、调节按钮开关四个，其余电阻、电容、二极管、三极管等若干。
３、LED点阵电子时钟的主要元件性能比较
1）关于DS1302时钟芯片：
采用DS1302实时时钟芯片的时钟，其程序设计及时间准确度，与单片机直接产生时间的时钟，效果不可同日而语。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压宽达2.5～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×８的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源／后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
2）备用电源：
备用电源B1，可以用电池或者超级电容（10万uF以上）。虽然DS1302在主电源掉电后，耗电很小，但如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。可以用老式电脑主板上的那种3.6V充电电池。如果断电时间较短（几小时或几天）时，就可以用漏电较小的普通电解电容代替。100uF就可以保证1小时的正常走时。
三、设计
１、电子线路：
　　　　双面PCB设计，电路小巧精悍
２、程序设计：
　　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; //允许CPU中断
ET0=1; //定时器0中断打开
TMOD=0x01; //设定时器0为方式1
TH0=0xB7;
TL0=0xFF; //设定时值为20 000 μs(20 ms)
TR0=1; //开始定时
// 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断点 (1)
TL0=0xFF; //设定时值
MSecond=MSecond+1;
if (MSecond==15)
{
c3=11;
}
}
四、安装调试
LED点阵电子时钟的调节方法：
在时钟的电路板上，有四个调节按钮开关，分别是：S1、S2、S3、S4，其调节方法为：
K1：小时增加；
K2：分钟增加；
K3：秒清零；
K4：切换秒显示。
五、实验试验
1、点阵时钟正面图
2、初次使用时，通电后，时钟默认是不运行的，要进行初始化设置，方法是：按K4按钮，切换秒显示，此时显示80秒；再按K3进行秒清零，时钟开始运行，秒开始累加。

六、实验总结
该系统的工作过程是利用STC12C2052单片机读时钟芯片DS1302，并通过四块Φ3mm 8×8LED点阵达到显示时间的目的。
通过这次设计，使我加深了对单片机原理的理解与应用，巩固了课本上所学的知识，真正实现了学以致用的目的。