STC12C2052單片機(jī)LED點陣電子時鐘制作
一、設(shè)計目的
在日常生活中，大家見到的都是數(shù)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(jī)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(shù)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(jié)構(gòu)、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(fā)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(jī)，便于硬件擴(kuò)展。24MHz晶體，工作頻率高，顯示數(shù)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(jīng)PCB主板上的7805穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的5V電壓，損耗較小。
6）電子按鈕時間調(diào)節(jié)。
7）雙面PCB設(shè)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(rèn)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(wěn)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(jī)一片、DS1302實時時鐘芯片一片、ＬＭ7805穩(wěn)壓芯片一片、24MHz晶振一個、供電電壓是9V變壓器一個、調(diào)節(jié)按鈕開關(guān)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(guān)于DS1302時鐘芯片：
采用DS1302實時時鐘芯片的時鐘，其程序設(shè)計及時間準(zhǔn)確度，與單片機(jī)直接產(chǎn)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(jìn)行計時，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×８的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)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(jìn)行涓細(xì)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(shè)計
１、電子線路：
　　　　雙面PCB設(shè)計，電路小巧精悍
２、程序設(shè)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(shè)定時器0為方式1
       TH0=0xB7;
       TL0=0xFF; //設(shè)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(shè)定時值
       MSecond=MSecond+1;
       if (MSecond==15)
       {
              c3=11;
       }
}
四、安裝調(diào)試
LED點陣電子時鐘的調(diào)節(jié)方法：
在時鐘的電路板上，有四個調(diào)節(jié)按鈕開關(guān)，分別是：S1、S2、S3、S4，其調(diào)節(jié)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(rèn)是不運(yùn)行的，要進(jìn)行初始化設(shè)置，方法是：按K4按鈕，切換秒顯示，此時顯示80秒；再按K3進(jìn)行秒清零，時鐘開始運(yùn)行，秒開始累加。
  
六、實驗總結(jié)
該系統(tǒng)的工作過程是利用STC12C2052單片機(jī)讀時鐘芯片DS1302，并通過四塊Φ3mm 8×8LED點陣達(dá)到顯示時間的目的。
通過這次設(shè)計，使我加深了對單片機(jī)原理的理解與應(yīng)用，鞏固了課本上所學(xué)的知識，真正實現(xiàn)了學(xué)以致用的目的。