基于ATmega16单片机的电子时钟设计

概述

本项目使用ATmega16单片机设计一个简单的电子时钟，通过Atmel Studio 7.0进行开发。硬件部分包括四位数码管和四个按钮，其中数码管用于显示时间，右两位显示秒，左两位显示分。

硬件连接

• 四位数码管连接到ATmega16的PD4-PD7引脚。* 四个按钮连接到ATmega16的PD0-PD3引脚，用于设置时间（本示例代码中未实现按钮功能）。

软件设计

代码示例

以下是基于ATmega16单片机的电子时钟程序的示例代码：c#include <avr/io.h>#include <avr/interrupt.h>

volatile uint8_t seconds = 0;volatile uint8_t minutes = 0;

void initialize_timer(){ // 设置定时器1为CTC模式 TCCR1B |= (1 << WGM12); // 设置定时器1的预分频为64 TCCR1B |= (1 << CS11) | (1 << CS10); // 设置定时器1的比较值为15625，用于1秒的计时 OCR1A = 15625; // 允许定时器1比较匹配中断 TIMSK |= (1 << OCIE1A); // 允许全局中断 sei();}

void initialize_ports(){ // 设置PD0-PD3为输入引脚 DDRD &= 0xF0; // 设置PD4-PD7为输出引脚 DDRD |= 0xF0;}

void display_time(){ // 将秒和分转换为BCD码 uint8_t bcd_seconds = ((seconds / 10) << 4) | (seconds % 10); uint8_t bcd_minutes = ((minutes / 10) << 4) | (minutes % 10); // 将BCD码显示在四位数码管上 PORTD = (PORTD & 0x0F) | (bcd_seconds << 4); PORTD = (PORTD & 0x0F) | (bcd_minutes << 4);}

int main(void){ initialize_timer(); initialize_ports(); while (1) { display_time(); }}

ISR(TIMER1_COMPA_vect){ // 每秒钟增加一秒 seconds++; // 如果秒数达到60，则将秒数重置为0，并增加一分钟 if (seconds >= 60) { seconds = 0; minutes++; // 如果分钟数达到60，则将分钟数重置为0 if (minutes >= 60) { minutes = 0; } }}

代码说明

1. initialize_timer() 函数用于初始化定时器1，配置为CTC模式，预分频为64，每秒产生一次中断。2. initialize_ports() 函数用于初始化端口D，将PD0-PD3设置为输入模式（用于按钮），将PD4-PD7设置为输出模式（用于数码管）。3. display_time() 函数用于将秒和分转换为BCD码，并将其显示在四位数码管上。4. main() 函数中，首先初始化定时器和端口，然后进入无限循环，不断调用 display_time() 函数刷新显示。5. ISR(TIMER1_COMPA_vect) 函数是定时器1比较匹配中断服务程序，每秒执行一次，用于更新秒数和分钟数。

总结

本文介绍了如何使用ATmega16单片机设计一个简单的电子时钟，并提供了完整的代码示例。通过修改代码，可以实现更多功能，例如使用按钮设置时间等。