基于单片机的8位数码管显示频率计数器 原理图 仿真 全

用arduino单片机+四位数码管+DS3231时钟芯片做电子时钟的源码。 使用arduino nano和一个最常见的0.56寸四位数码管（共阴极），再加上一个DS3231时钟模块来做一个 能显示日期、时间和温度的车载电子时钟。

该文档是基于单片机实验得小程序，用c语言编写，来能为数码管动态显示，并且附Proteus仿真

1、设计要求基于小脚丫FPGA开发板和四位数码管实现数字时钟的设计，要求: 1)采用FPGA+按键+四位数码管实现数字时钟功能； 2)时间显示格式:XX:XX:XX (时:分:秒)，采用24小时制； 3)四位数码管显示时分秒，可以通过按键控制选择显示时分界面还是分秒界面。 4)通过按键设定初始时间。 5)设置在整点12点时，通过蜂鸣器响示意整点报时。蜂鸣器响维持大概5S； 2、硬件连接FPGA的系统时钟来自于小脚丫FPGA开发板配置的24MHz时钟晶振，连接FPGA的C1引脚。 本设计用到五个个按键K1~K5，硬件设计如图1所示，五个按键分别连接到FPGA的B8、C8、A10、A11和A12引脚。 图1. 按键硬件设计 本设计用到一个蜂鸣器来示意整点报时，硬件设计如图1所示，蜂鸣器连接到FPGA的B2引脚。 图2. 蜂鸣器硬件设计 本设计用到四位数码管来显示时间，四位数码管用两个74HC595驱动，硬件设计如图1所示，74HC595的串行时钟SCK、并行时钟RCK和串行数据DIN分别连接到FPGA的N2、M1和K1引脚上。 图3. 数码管驱动74HC595硬件设计 3、工作原理1)使用计数器做分频处理，得到周期为1秒的脉冲信号； 2)使用三个8bit的BCD码表示时钟、分钟、秒钟的值，其中高4bit表示值的十位，低4bit表示值的个位； 3)正常运行时，每来一个1S脉冲信号个位加1，个位满10清零同时十位加1，当秒钟满60清零同时分钟个位加1，依次进行...直到23:59:59的下一刻全部清零； 4)按键K5，模式调节，设计共分4中模式（分秒显示、分秒调节、时分显示、时分调节），按动K5依次切换模式； 5)按键K2，时间调节，当数字时钟在时针调节、分针调节或秒针调节模式时，按动K2调节对应时间位； 6)在调时分和调分秒两个状态，可以通过K4和K2键分别左移右移要调整的位，要调整的位会通过对应位的闪烁来示意。通过K4和 K2左右移动选择好要调整的位以后，就可以通过K1和K3来增大或调小对应的位； 4、代码设计为了实现所需要的功能，我们将整个设计划分不同的模块，如图4所示。 图4. 数字时钟程序设计框架 4.1五位按键消抖模块 图5. 五位按键消抖模块 Ø输入:五位的按键电平信息输入 Ø输出:五位消抖后的脉冲输出 Ø功能:将按键按下一次的电平信号，经过消抖后变成一个维持一个时钟周期的脉冲信号； Ø原理: 图6. 按键抖动特性 FPGA过20ms检测按键是否按下，存储检测到的值，并且按位取反与前一个20ms检测的值相与，得到一个值，如果为1，则判断按键按下，否则则无按下。 图7. FPGA按键的理解示意图 4.2电子表显示控制模块。 图8. 电子表显示控制模块 Ø输入:五位的按键脉冲 Ø输出:十六位的BCD码输出，每四个代表一个十进制数； Ø原理:四位的位闪烁控制信号。某一位为一代表这位对应的数码管的一位进行闪烁显示。（在调整状态下，会让当前调整的哪一位进行闪烁。正常显示状态下seg_flash_data全为零）； Ø功能:主要就是一个状态机，通过检查输入的按键信息，进行显示状态切换，时间调整。四个状态分别为:显示分秒，调分秒，时分显示，调时分；当K5按键按下（key_pulse[4]）时依次跳转，如图9所示。 图 9. 数字时钟状态控制设计 4.3数码管译码模块 图10. 数码管译码模块 Ø输入:四位的BCD码数据 Ø输出:八位的七段数码数据 Ø功能:一个case语句，将输入的四位BCD码转化为七段数码数据； Ø原理:数码管分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳极（COM）需接+5V才能使其工作。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码，共阴极（COM）需接GND才能使其工作。小脚丫拓展板上的数码管如下图所示: 图11. 数码管内部电路 共阴极数码管: 位选为低电平（即0）选中数码管；各段选为高电平（即接+5V时）选中各数码段；由0到f的编码为: 4.4四位数码管显示控制模块。 图12. 数码管显示控制模块 Ø输入:四个八位的七段数码管数据和位闪烁控制信号seg_flash_data. Ø输出:需要串行输出给74HC595的十六位数据； Ø功能:模块就是循环的将四位七段数码数据，组合一个十六位的输出数据； 4.5 74HC595驱动功能模块 图13. 74HC595驱动功能模块 Ø输入:十六位的位选段选数据。 1)duan_wei_data[13:0]分别对应: 2)[ X,X,H+,H-,DIG4,DIG3,DIG2,DIG1,DP,G,F,E,D,C,B,A] ; Ø输出:SPI接口输出，串行输出十六位位选段选信号； Ø

本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个六位共阴极数码管显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—400kHz的 方波、 用单片机实现自动测量功能。频率计数器系统硬件主要由AT89C51单片机、定时电路NE555、LED数码管等元器件组成。

基于STM32F103的实时时钟程序，采用DS1302实时时钟模块和TM1637四位数码管，可用通过按键修改时间。已编写DS1302和TM1637模块的驱动程序，移植直接在宏定义中修改接口即可。 STM32F407程序另见主页。

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