基于ARM7 TDMI-S CPU的LPC2103的多功能电子钟

1）时钟显示功能，采用数码管的动态扫描工作方式，可通过键盘分别选择显示年或者月/日或者时/分或者分/秒，

2）在键盘电路中，第一次中断判断有无键按下，若有按下则实行定时一次，下一次中断开始扫描。

3）具有校准年、月、日、时、分的功能。

4）闹钟功能，可按设定的时间闹时，随时开启或关闭闹钟。

二、元器件的介绍

我在这次的课程设计中使用的主芯片是LPC2103，下面对其进行简要的介绍。

LPC2103是一个基于支持实时仿真的16/32位ARM7 TDMI-S CPU的微控制器，并带有32kB的嵌入高速Flash存储器，128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。

较小的封装和极低的功耗使LPC2103适用于访问控制器和POS机等小型应用系统中；由于内置了宽范围的串行通信接口（2个UART、SPI、SSP和2个I2C）和8KB的片内SRAM，LPC2103也适合用在通信网关和协议转换器中。32/16位定时器、增强型10位ADC、定时器输出匹配PWM特性、多达13个边沿、电平触发的外部中断、32条高速GPIO，使得LPC2103微控制器特别适用于工业控制和医疗系统中。

器件信息：

管脚信息：（LQFP48管脚配置 ）

三、设计方案

硬件电路设计介绍：

1、键盘模块

整个硬件上总共使用了10个独立键盘，4个是开发板上原有的按键，6个是我利用多余的IO引脚焊接的按键。按键在没有被按下时，10个按键（P0.16 P0.14 P0.15 P0.18 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.27 P0.6 P0.7）通过10K的电阻连接到3.3V的高电平，当按键被按下时，和GND相连接，被置为低电平。

2、数码管显示模块

使用串行输入/并行输出的8位移位寄存器74HC164，该移位寄存器是上升沿有效，将8位笔段码送给共阳数码管。（注：DATA为数据输入端，接P0.26；CLK为时钟输入端，接P0.13），与三极管相连的是数码管的位选端，选择哪位数码管被点亮，用于数码管的动态显示。

3、蜂鸣器模块

该蜂鸣器是一个无源蜂鸣器，要使用PWM驱动。其连接的是芯片的P0.5端。

4、LED模块

LED的连接如图所示，当管脚置为低电平时，可以将LED点亮，6个LED分别与LPC2103的P0.25 P0.12 P0.11 P0.10 P0.24 P0.23相连。

5、UART接口电路模块

由于开发板是3.3V供电系统，需要使用电平转换芯片SP3232E来进行RS-232电平转换。SP3232E的工作电压为3.3V，电平转换电路如图所示。当使用ISP功能下载程序时，需要将PC机的串口与开发板的串口相连，按下与P0.14相连的按键，短接P0.14，在系统复位时，进入ISP状态，用于下载HEX文件。这个开发板有两个串口，一个用于下载程序进主芯片，另外一个用于串口在上位机上输出显示各个变量的值，可用于调试程序。

按键功能介绍：（用户使用说明书）

Key1（P0.16）：对显示的数码管进行年月日时分秒的显示切换

Key2（P0.14）：在时间设置或者闹钟设置按键有效的情况下，进行自加1的向上调节，对时间或者闹钟进行设置，其余情况下该按键是无效状态

Key3（P0.15）：在时间设置或者闹钟设置按键有效的情况下，进行自减1的向下调节，对时间或者闹钟进行设置，其余情况下该按键是无效状态

Key4（P0.18）：时间设置按键，按下表示开始进行时间设置或跳出时间设置

Key5（P0.2 ）：闹钟设置按键，按下表示开始进行闹钟设置

Key6（P0.3 ）：闹钟设置移位按键，按下表示进行闹钟时和分的切换设置

Key7（P0.4 ）：闹钟设置结束按键，按下表示跳出闹钟设置模式；另外可以关闭蜂鸣器

Key8（P0.27）：闹钟开启按键，在Key5按下的情况下按下此键表示开启该组闹钟

Key9（P0.6 ）：闹钟关闭按键，在Key5按下的情况下按下此键表示关闭该组闹钟

Key10（P0.7）：用于串口输出信息，可以输出当前的时间和显示开启的闹钟设置时间

当Key10按下时，会在串口中输出信息如图所示：（RTC为输出当前时间，接下来是闹钟）

程序设计及流程图：

主程序流程图：

时间和闹钟设置程序流程图：

IO口的初始化模块：

LPC2103控制器的引脚都具有多种功能，但是每个引脚在某一时刻只能选择一种功能。当使用一个功能外设时，如果需要相应的引脚参与（如GPIO等），则必须在实现这一功能之前先设置好引脚的功能，否则无法实现该外设功能。LPC2103具有两个PINSEL寄存器，PINSEL0和PINSEL1，PINSEL0和PINSEL1寄存器中的每两个位控制着一个引脚的功能，所以一个引脚最多可以有4种不同的功能选择。当引脚选择GPIO功能时，使用寄存器IODIR可以控制引脚的方向，另外IOCLR、IOSET两个寄存器分别可以将引脚初始化设置为低电平或者高电平。所以，在主程序开始是时的GPIO初始化中包含如下几个子函数：

void