本文提出了基于單片機(jī)的雙色無表針鐘表的設(shè)計(jì)方案。該方案硬件以AT89S51 單片機(jī)為控制核心，采用 74LS154（4-16 線譯碼器）擴(kuò)展I/O 口以控制鐘表的顯示，并采用12 個(gè)紅色LED 燈表示小時(shí)，12 個(gè)綠色LED 燈表示分鐘，每隔5 分鐘，變化一次。

同一時(shí)間僅有兩個(gè)LED 燈亮，節(jié)能、方便、易識(shí)別，且富有個(gè)性。

一、總體結(jié)構(gòu)

1.主體結(jié)構(gòu)模塊

本設(shè)計(jì)分為核心控制、顯示控制和時(shí)間調(diào)整三大模塊，主體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 主體結(jié)構(gòu)模塊

2.LED燈模塊

該鐘表中LED 燈的擺放位置如圖2 所示：

圖2（紅色LED 燈表示小時(shí)，綠色LED 燈表示分鐘）

二、硬件電路設(shè)計(jì)

1.主控電路

主控電路由AT89S51 單片機(jī)控制，74LS154（4-16 譯碼器） 進(jìn)行I/O 口擴(kuò)展， 采用11.0952MHz 晶振。AT89S51 有P0、P1、P2 和P3 四組I/O 口線，每組8 個(gè)端口，本設(shè)計(jì)采用P1、P2 和P3 三組線，P1.0~P1.3 口與74LS154 輸入口相連，74LS154（0~11） 輸出口各自與一個(gè)紅色LED燈相連，控制小時(shí)顯示，P2.0~P2.3 口與74LS154輸入口相連，74LS154（0~11） 輸出口各自與一個(gè)綠色LED 燈相連，控制分鐘顯示。在程序的控制下實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間僅有兩個(gè)燈亮的雙色無表針鐘表，其中紅色表示小時(shí)，綠色表示分鐘，例如，當(dāng)1 ：10 時(shí)，1 處紅色LED 燈亮，2 處綠色LED 燈亮。其主控電路如圖3 所示。

圖3 主控電路

2.驅(qū)動(dòng)與LED顯示電路

用74LS154（2 個(gè)）24 個(gè)端口控制24 只LED 發(fā)光二極管的亮滅，當(dāng)端口輸出低電平時(shí)，LED 燈亮，反之，LED 燈滅。用直流5V 電源給AT89S51 和24 只LED 燈供電，通過程序控制各個(gè)LED 燈的亮滅，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示。其驅(qū)動(dòng)電路如圖4 所示。

三、軟件設(shè)計(jì)

1.工作流程

工作流程如圖5 所示?，F(xiàn)說明如下：

AT89S51 的T0 工作在定時(shí)狀態(tài)，P1 口控制小時(shí)顯示，P2 口控制分鐘顯示，T0 每次定時(shí)60ms，循環(huán)5000 次，即定時(shí)5min，P2 口輸出值加1，分鐘顯示跳一格，分鐘每跳12 格（1 小時(shí)），P1 口值加1，小時(shí)顯示跳一格，P2 口送入0，重新開始循環(huán)。當(dāng)小時(shí)顯示跳12 格時(shí)（12 小時(shí)），P1 口送入0，重新開始循環(huán)。INT0、INT1 中斷分別用于小時(shí)、分鐘調(diào)整。

圖5 工作流程示意圖

2.系統(tǒng)程序

四、小結(jié)

本文所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的雙色無表針鐘表，在同一時(shí)間僅保持兩個(gè)LED 燈亮，耗電極低，更節(jié)能，雙色顯示更易辨認(rèn)。