基于单片机的数字钟设计及时间校准研究﹡陈姚节戴泽军（武汉科技大学计算机学院430081）摘要用单片机来设计数字钟，软件实现各种功能比较方便。但因软件的执行需要一定的时间，所以就会出现误差。对比实际的时钟，查找出误差的，并作出调整误差的方法，使得误差近可能的小，使得系统可以达到实际数字钟的允许误差范围内。关键词显示消影;事件触发;误差分析：TP365.10．引言在信息技术急速发展的今天，计算机科学日新月异。而单片机作为计算机科学的一个分支，在微机控制领域得到长足发展。在计算机网络，通讯方面是微机的天下；而在微控制领域，小到电子表，大到家用电器，到处都有单片机的用武之地。1．系统原理分析系统设计中用到89C52单片机的部分功能：包括内部定时器，键盘扩展，程序中断,串口通信等。用一个四联体的共阴极八段显示器，可通过一个输入／输出口作为显示器数据发送端；另一个输入／输出口的四位作为显示器各位的片选信号，另四位作为键盘扩展口使用。采用一个频率为11.0592MHz的晶振构成时钟电路。系统原理图如图1：图1系统原理图2．软件实现与流程2.1主程序由于系统的主要功能都是有程序中断来完成的，主程序基本上没什么事可做，但因键盘扫描是通过程序查询的方式实现的，所以主程序只循环扫描键盘。主程序流程图如图2所示：2.2定时和串口程序定时和串口都是中断响应程序，它们的调用都是系统执行过程中采用中断事件触发产生(中断部分处理如图3所示)。定时中断是周期性发生的，而串口中断则须串口有数据传输才发生中断。定时程序是整个系统的核心代码，这段代码不光涉及到显示，还涉及到系统计时,这段代码的优劣关系到整个系统的可靠性，后面还将详细讨论。为初步减小系统误差,置定时初值一定要在程序开始就设置。收稿日期：2005-01-05陈姚节28岁，男，硕士，助教，主要研究领域为数据通信和设备驱动开发﹡国家863计划项目资助（批准号：2003AA414011）图2主程序流程图图3中断程序流程图2.3数据的显示与刷新更新显示器涉及到两个操作：发数据和改片选信号。但实践发现，代码中无论是先改片选信号还是先发数据信号，都会出现重影（即相邻两位显示差不多）这也是动态扫描引起的。实践先该片选，则前一位的数据会在下一位显示一段时间；先发数据，则后一位的数据会在前一位显示一段时间。因而出现重影。解决这个问题的办法是先进行一个消影操作，然后再发片选，最后发数据。这样就很好地解决了重影问题。这样做的关键在于，在极短的一段时间内让显示器都不亮，等一切准备工作都做好了以后再发数据，只要显示频率足够快，是看不出显示器有闪烁的（程序用定时中断频率作为显示更新频率，在表1中，只当更新率??00赫兹时，才发现显示器有闪烁）。这段显示程序代码如下：P1=0x00;//消影P2=选择[选择];//发片选信号codetmp=acode[echoarray[选择]];如果(选择==2mod==0dotflag)//判断是否显示"."codetmp|=0x80;P1=codetmp;//发数据选择=++选择%4;//片选计数器下移2.4键盘响应程序键盘处理程序流程相对简单，只是简单的判键与处理。这里不再给出流程图。所谓键盘消抖就是一次按建的多次响应问题。当然，一般一次按建只须响应一次，但有的时候需要多次响应，如系统进入修改模式，数字的增减。当出现这种问题时，用户的一次击键是作为一次还是多次处理，必须有一个标准。程序中我用到了一个标志位，相当于中断系统的中断标志。当用户按下键时，标志清零，松开键时，标志恢复；键按下超过一定时间（靠一扫描计数器判定）后，恢复标志，则经过一定的时间延迟（也靠一扫描计数器判定）可以响应一次按键（即一次按键的多次响应）。而事实上，键盘响应程序就是一个事件触发器，键盘的每一个状态（按下，松开,点击）都可能引发一段响应程序（如：重新设定键按下=>准备复位；松开=>系统复位）。这里的时间延迟靠的是指令计数，由于受硬件中断等不确定因素影响，这个延迟一般不准确，但通过实践测试，可以找到一些合适的值。3．系统性能测试与功能说明3.1定时计数器的初始值设置公式推导系统中所选用的晶振的频率为fosc，则机器周期为：公式1：[2]设定时器要求的中断频率为k,计数器...