1 引言

　　數(shù)字鐘能長(zhǎng)期,、連續(xù),、可靠,、穩(wěn)定地工作；同時(shí)還具有體積小,，功耗低等特點(diǎn),，便于攜帶，使用方便,。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí),、分、秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,，廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭,、車站、碼頭,、辦公室等公共場(chǎng)所,，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋匦杵贰Ｓ捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表,，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能,。傳統(tǒng)MCS51系列單片機(jī)的所有數(shù)據(jù)處理都基于一個(gè)累加器,，因此累加器與程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就成了單片機(jī)的瓶頸,；在AVR單片機(jī)中，寄存器由32個(gè)通用工作寄存器組成,，并且任何一個(gè)寄存器都能充當(dāng)累加器,，從而有效避免累加器的瓶頸效應(yīng)，提高系統(tǒng)性能,。

　　AVR系列的單片機(jī)不僅具有良好的集成性能,，而且都具備在線編程接口，其中的Mega系列還具備JTAG仿真和下載功能,；含有片內(nèi)看門狗電路,、片內(nèi)程序Flash、同步串行接口SPI,；多數(shù)AVR單片機(jī)還內(nèi)嵌了A／D轉(zhuǎn)換器,、EEPROM、模擬比較器,、PWM定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能,；AVR單片機(jī)的I／O接口具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,，灌人電流可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、LED等元件,，從而省去驅(qū)動(dòng)電路,，節(jié)約系統(tǒng)成本。

　　2整體設(shè)計(jì)思路

　　利用Mega16單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘作為時(shí)間基準(zhǔn),，通過(guò)軟件編程控制可編程器件Mega16,，實(shí)現(xiàn)秒、分,、時(shí),、日、月,、年的控制,，最終通過(guò)LCD液晶顯示屏顯示結(jié)果。此外還可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)整,、定時(shí)等多種實(shí)用功能,。整個(gè)設(shè)計(jì)分硬件和軟件兩大部分。硬件部分采用Mega16單片機(jī)作為可編程芯片,，1602字符液晶作為信號(hào)顯示,；軟件部分利用C語(yǔ)言作為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，對(duì)Mega16進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各種功能,。

　　3硬件設(shè)計(jì)

　　硬件設(shè)計(jì)電路分解為Mega16單片機(jī),、晶體振蕩器和802／1602字符液晶顯示3個(gè)部分，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,。Mega16單片機(jī)內(nèi)部晶體振蕩器的外接電路。由兩個(gè)15 pF的電容C7和C8,、晶體振蕩器Y2（f=7.328 MHz）構(gòu)成,，其電路如圖1所示。圖中X1和X2分別接Mega16的12和13兩個(gè)脈沖控制端,，使得Mega16的內(nèi)部脈沖電路為電子時(shí)鐘和整個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘提供脈沖,。

　　圖1所示給出了采用Mega16單片機(jī)外加電源及晶體振蕩器構(gòu)成最小單片機(jī)系統(tǒng)。配合單片機(jī)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì),、調(diào)試和下載,，最終將時(shí)鐘信息從PB0～PB7端口輸出到字符液晶顯示。

　　圖2給出1602字符液品作為信號(hào)顯示部分,。字符液晶采用4位模式與單片機(jī)的PB端口相連,。

　　1 引言

　　數(shù)字鐘能長(zhǎng)期、連續(xù)、可靠,、穩(wěn)定地工作,；同時(shí)還具有體積小，功耗低等特點(diǎn),，便于攜帶,，使用方便。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí),、分,、秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭,、車站,、碼頭、辦公室等公共場(chǎng)所,，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋匦杵?。由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表,，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便,，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。傳統(tǒng)MCS51系列單片機(jī)的所有數(shù)據(jù)處理都基于一個(gè)累加器,，因此累加器與程序存儲(chǔ)器,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就成了單片機(jī)的瓶頸；在AVR單片機(jī)中,，寄存器由32個(gè)通用工作寄存器組成,，并且任何一個(gè)寄存器都能充當(dāng)累加器，從而有效避免累加器的瓶頸效應(yīng),，提高系統(tǒng)性能,。

　　AVR系列的單片機(jī)不僅具有良好的集成性能，而且都具備在線編程接口,，其中的Mega系列還具備JTAG仿真和下載功能,；含有片內(nèi)看門狗電路、片內(nèi)程序Flash,、同步串行接口SPI；多數(shù)AVR單片機(jī)還內(nèi)嵌了A／D轉(zhuǎn)換器,、EEPROM,、模擬比較器、PWM定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能,；AVR單片機(jī)的I／O接口具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,，灌人電流可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、LED等元件，從而省去驅(qū)動(dòng)電路,，節(jié)約系統(tǒng)成本,。

　　2整體設(shè)計(jì)思路

　　利用Mega16單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘作為時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)軟件編程控制可編程器件Mega16,，實(shí)現(xiàn)秒,、分、時(shí),、日,、月、年的控制,，最終通過(guò)LCD液晶顯示屏顯示結(jié)果,。此外還可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)整、定時(shí)等多種實(shí)用功能,。整個(gè)設(shè)計(jì)分硬件和軟件兩大部分,。硬件部分采用Mega16單片機(jī)作為可編程芯片，1602字符液晶作為信號(hào)顯示,；軟件部分利用C語(yǔ)言作為設(shè)計(jì)語(yǔ)言,，對(duì)Mega16進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各種功能。

　　3硬件設(shè)計(jì)

　　硬件設(shè)計(jì)電路分解為Mega16單片機(jī),、晶體振蕩器和802／1602字符液晶顯示3個(gè)部分,，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,。Mega16單片機(jī)內(nèi)部晶體振蕩器的外接電路,。由兩個(gè)15 pF的電容C7和C8、晶體振蕩器Y2（f=7.328 MHz）構(gòu)成,，其電路如圖1所示,。圖中X1和X2分別接Mega16的12和13兩個(gè)脈沖控制端，使得Mega16的內(nèi)部脈沖電路為電子時(shí)鐘和整個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘提供脈沖,。

　　圖1所示給出了采用Mega16單片機(jī)外加電源及晶體振蕩器構(gòu)成最小單片機(jī)系統(tǒng),。配合單片機(jī)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和下載,，最終將時(shí)鐘信息從PB0～PB7端口輸出到字符液晶顯示,。

　　圖2給出1602字符液品作為信號(hào)顯示部分。字符液晶采用4位模式與單片機(jī)的PB端口相連,。

　　4軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試

　　軟件設(shè)計(jì)包括CodeVision AVR編輯軟件和AVRStudio4調(diào)試,、PonyProg2000下載軟件等部分。利用ISP將生成程序timer.hex 下載到目標(biāo)板,。采用AVR MEDIA嵌入式單片機(jī)綜合開(kāi)發(fā)器和開(kāi)發(fā)機(jī),。其C語(yǔ)言程序如下：

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　單片機(jī)體積小,、重量輕、抗干擾能力強(qiáng),、環(huán)境要求不高,、價(jià)格低廉、可靠性高,、靈活性好,、開(kāi)發(fā)較為容易。尤其是AVR單片機(jī)可以用高級(jí)語(yǔ)言編程,，極容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)移植,，并且加快了軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。這里以Mage16單片機(jī)為核心,，輔以必要的電路,，采用高級(jí)C語(yǔ)言編程，沒(méi)汁了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘,，由4.5 V直流電源供電,，通過(guò)LCD液晶能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間。