畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的多功能計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的多功能計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)2010年 5 月 v 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第26頁(yè)共25頁(yè) 目 次1引言21.1選題背景及意義21.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 22系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖22.2基本功能介紹33系統(tǒng)硬件電路的組成43.1計(jì)時(shí)電路43.2計(jì)分電路83.3球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程144單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)144.1籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分程序流圖144.2籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的源碼15結(jié)論 21致謝22參考文獻(xiàn)23附錄 1 24附錄 2251 引言1.1選題背景及意義單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它

2、的體積小質(zhì)量輕價(jià)格便宜為學(xué)習(xí)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性?xún)r(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小重量輕抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)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。因此本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)為基礎(chǔ)。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀單片機(jī)以自身的優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備，日常消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品，玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的個(gè)層次中，如車(chē)間流水線(xiàn)控制自動(dòng)化控制智能型家用電器等。而美國(guó)at

3、mel公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了新型的8位單片機(jī)-at89系列單片機(jī)。它不但具有一般mcs-51單片機(jī)的所有特征，而且還具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外為了提高單片機(jī)的可靠性均采用了一些新技術(shù)：eft技術(shù)低噪聲布線(xiàn)技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)和采用低頻時(shí)鐘等。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)構(gòu)成框圖基于單片機(jī)系統(tǒng)的籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1.1所示。圖1.1 球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)圖本系統(tǒng)采用單片機(jī)at89c51作為本設(shè)計(jì)的核心元件。利用7段共陰led作為顯示器件。在此設(shè)計(jì)中共接入10個(gè)7段共陰led顯示器，其中6個(gè)用于記錄甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)，每隊(duì)3個(gè)led顯示器顯示分?jǐn)?shù)范圍可達(dá)到0-999分，足夠滿(mǎn)足賽程需要。另外4個(gè)led顯

4、示器則用來(lái)記錄賽程的時(shí)間，其中2個(gè)用于顯示分鐘，2個(gè)用于顯示秒鐘，賽程計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，即比賽前將時(shí)間設(shè)置好，比賽開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)到零為止。計(jì)時(shí)范圍可達(dá)到0-99分鐘，也完全滿(mǎn)足實(shí)際比賽的需要。其次，為了配合計(jì)時(shí)起和計(jì)分器的校正、調(diào)整時(shí)間和比分，特定在本設(shè)計(jì)中設(shè)立了7個(gè)按鍵。其中4個(gè)用于輸入甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)；另外3個(gè)則用于完成設(shè)置、調(diào)整、啟動(dòng)和暫停賽程時(shí)間等功能。再次，還設(shè)計(jì)了定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，即比賽時(shí)間到，便立即通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，提醒整個(gè)比賽結(jié)束。2.1.1器件選擇本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要選取了以下一些器件：1.單片機(jī)：at89c512.四七段bcd譯碼芯片：cd45113.并行/串

5、行轉(zhuǎn)換芯片：cd40944.四輸入與門(mén)：74ls215.顯示器件：7段共陰led顯示器6.按鍵：歐姆龍按鍵2.2基本功能介紹2.2.1賽程時(shí)間設(shè)置在附錄1所示的計(jì)時(shí)電路中，按鍵開(kāi)關(guān)k5、k6用來(lái)設(shè)置賽程時(shí)間。比如：比賽時(shí)間上半場(chǎng)為20分鐘，則通過(guò)按k5鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可；再按k6鍵，設(shè)置比賽時(shí)間的個(gè)位數(shù)，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘，所以只需要按k5鍵使數(shù)碼管1顯示“4”，按k6時(shí)數(shù)碼管2顯示“0”即可。時(shí)間設(shè)置好后，等待賽程開(kāi)始。當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)名如果由于一些特殊原因需增加比賽時(shí)間，這是增加比賽時(shí)間同樣由按鍵開(kāi)關(guān)k5、k6用來(lái)設(shè)置，且方法跟上面一樣，但一般情況下只需

6、按k6設(shè)置即可。因?yàn)榧淤悤r(shí)間只有幾分鐘。2.2.2賽程時(shí)間啟/停設(shè)置當(dāng)時(shí)間設(shè)置完后，比如設(shè)置賽程時(shí)間為45分鐘，則在附錄1所示的led顯示器上顯示為4500，45表示分鐘，00表示秒鐘。這時(shí)，如果裁判吹響開(kāi)始哨聲時(shí)，則應(yīng)立即按下按鍵k7，表示賽程開(kāi)始，計(jì)時(shí)顯示則由4500變成4459，4458一直計(jì)為0000時(shí)表示賽程結(jié)束。如附錄1所示，按鍵k7為賽程啟動(dòng)和暫?？刂?。2.2.3比分交換控制比分交換控制由附錄1所示的k7鍵完成。我們知道，因?yàn)楸确纸粨Q是在上半場(chǎng)賽程結(jié)束后進(jìn)行的，也就是說(shuō)比分交換受賽程時(shí)間控制，只有當(dāng)上半場(chǎng)計(jì)時(shí)器指示為0000時(shí)，按k7鍵，則會(huì)自動(dòng)交換甲、乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)。如果上半場(chǎng)時(shí)

7、間沒(méi)到0000時(shí)，則此時(shí)按以下k7鍵只會(huì)暫停比賽，不能交換分?jǐn)?shù)。如果要繼續(xù)賽程，再按一次k7即可。因此，k7完成三重功能,即：?jiǎn)?dòng)、暫停、比分交換。2.2.4比分刷新控制由于在比賽中，甲、乙兩隊(duì)的比分是不斷變化的，所以需設(shè)置比分刷新控制裝置，此部分功能圖由附錄2所示的計(jì)分電路中的按鍵開(kāi)關(guān)k1k4完成：1.k1鍵：完成甲隊(duì)加1分操作2.k2鍵：完成甲隊(duì)減1分操作3.k3鍵：完成乙隊(duì)加1分操作4.k4鍵：完成乙隊(duì)減1分操作2.2.5計(jì)分計(jì)時(shí)顯示計(jì)分計(jì)時(shí)顯示器采用7段共陰led顯示器顯示。其中計(jì)分是用6個(gè)led顯示器，計(jì)時(shí)用4個(gè)led顯示器；顯示格式為000 000和00 00。2.2.6賽程結(jié)束報(bào)

8、警擋比賽結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出10秒鐘報(bào)警聲，提示賽程結(jié)束。3系統(tǒng)硬件電路的組成系統(tǒng)硬件電路由以下幾部分組成：1.單片機(jī)at89c51；2.計(jì)時(shí)電路；3.計(jì)分電路；4.報(bào)警電路；5.按鍵開(kāi)關(guān)；說(shuō)明：整個(gè)系統(tǒng)只有一片at89c51；在圖中將計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路分開(kāi)畫(huà)，只是為了說(shuō)明問(wèn)題，并且在畫(huà)圖過(guò)程中將at89c51引腳打亂是為了使圖示清晰。3.1計(jì)時(shí)電路1.顯示器及其接口顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類(lèi)繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用的是發(fā)光二極管顯示（led）和液晶顯示器（lcd）兩種，由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、接口容易實(shí)現(xiàn)，因而得到廣泛應(yīng)用。下面介紹發(fā)光二極管顯示器（led）的結(jié)構(gòu)、工作

9、原理及其接口電路。（1） led結(jié)構(gòu)與原理led顯示器又稱(chēng)數(shù)碼管，它主要由8段發(fā)光二極管組成，如圖1.2（a）所示。圖1.2（a）中，ag為數(shù)字或字符顯示段，h段為小數(shù)點(diǎn)顯示，通過(guò)ag為7個(gè)ag為數(shù)字或字符顯示段，h段為小數(shù)點(diǎn)顯示，通過(guò)ag為7個(gè)。例如：當(dāng)a,b,g,e,d段亮?xí)r，顯示數(shù)字“2”，當(dāng)a,f,e,g段亮?xí)r，則顯示字母“f”。led可分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，如圖1.2（b）和（c）所示。其中（b）為共陰極結(jié)構(gòu)。即把8個(gè)發(fā)光二極管陰極連在一起。這時(shí)如果需要點(diǎn)亮ag中的任何一盞燈，則只需要在相應(yīng)端輸入高電平即可；輸入低電平則截止。比如我們現(xiàn)在要顯示數(shù)字“3”，只要在對(duì)應(yīng)的a、b、c

10、、d、g段送入高電平，在其它端送入低電平即可，點(diǎn)亮為“3”。圖（c）為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)。其顯示端輸入低電平有效，高電平截止。圖1.2 八段led顯示塊表1-1列出了共陽(yáng)極與共陰極led顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表1-1 顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系顯示字符共陰極段碼共陽(yáng)極段碼顯示字符共陰極段碼共陽(yáng)極段碼03fhc087fh80h106hf996fh90h25bha4a77h88h34fhb0b7ch83h466h99hc39hc656dh92hd5eha1h67dh82he79h86h707hf8f71h8eh(2)led顯示器顯示方式點(diǎn)亮led顯示器有兩種方式：

11、一是靜態(tài)顯示；二是動(dòng)態(tài)顯示。（本設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示）所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。如圖1.3所示的4位靜態(tài)led顯示器電路。該電路每一位可單獨(dú)顯示，只要在要顯示的那位的段選線(xiàn)上保持段選碼電平，該位就能保持顯示相應(yīng)的顯示字符。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是：在同一瞬間可以顯示不同的字符：但缺點(diǎn)就是占用端口資源較多。從圖1.3可以看出，每位led顯示器需單獨(dú)占用8根端口線(xiàn)。因而，在數(shù)據(jù)較多時(shí)往往不采用此種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)顯示方式。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是要將顯示的多位led顯示器采用一個(gè)8位的段選端口，然后采用動(dòng)態(tài)掃描方式一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器。如圖1.4所示為4

12、位led動(dòng)態(tài)顯示電路。圖1.3 4位靜態(tài)led顯示器電路圖1.4 4位動(dòng)態(tài)led顯示器電路在此電路中，單片機(jī)的p1口用于控制4位led的段選碼；p2口的p2.0p2.3用于控制4位led位選碼。由于所有的段選碼連在一起，所以同一瞬間只能顯示同一種字符。但如果要顯示不同的字符，則要借助位選口來(lái)控制。（如果led偉共陰則p2.0p2.3輸出高電平，為共陽(yáng)則p2.0p2.3輸出為低電平。）例如，現(xiàn)在要輸出5678四個(gè)數(shù)字，則首先應(yīng)該將“5”的顯示代碼由p1.0送出。然后p2.0p2.3輸出相應(yīng)位碼（共陰led時(shí)p2.0p2.3輸出1000，共陽(yáng)led時(shí)p2.0p2.3輸出0111），可以看到在數(shù)碼管

13、1上的顯示數(shù)字“5”。再將顯示的數(shù)字“5”延時(shí)510ms，以造成視覺(jué)暫留效果，同時(shí)代碼由p1.0送出。用同樣的方法將其余3個(gè)數(shù)字“678”送數(shù)碼管2、3、4顯示，最后則可以在4位led上看到“5678”四個(gè)數(shù)字。為了使顯示效果穩(wěn)定，可以使每個(gè)數(shù)碼管顯示的數(shù)字不斷重復(fù)，當(dāng)重復(fù)頻率達(dá)到一定程度時(shí)，加之人眼視覺(jué)暫留作用，便可以看到相當(dāng)穩(wěn)定的“5678”四個(gè)數(shù)字。（3）led顯示器接口實(shí)例由led的結(jié)構(gòu)及工作原理可知，要想在led上顯示數(shù)據(jù)或字母，則首先必須要把待顯示的數(shù)據(jù)或字母轉(zhuǎn)換成led的7位顯示代碼，方可顯示相應(yīng)的數(shù)字和字母。通過(guò)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換有兩種方法：一種是專(zhuān)用硬件譯碼器；另一種是軟件譯碼器2

14、.報(bào)警器采用電磁式蜂鳴器作為報(bào)警的音響器件。3.計(jì)時(shí)電路的原理圖見(jiàn)附錄14.計(jì)時(shí)電路的工作原理計(jì)時(shí)電路如附錄1所示，主要有按鍵開(kāi)關(guān)k5k7，單片機(jī)at89c51，譯碼器以及l(fā)ed顯示器構(gòu)成。其工作過(guò)程如下：當(dāng)調(diào)時(shí)（十位）開(kāi)關(guān)k5按下時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低電平；立即取00h取出，同時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)分（十位）控制端p2.0的le輸出高電平，表示此時(shí)可以向調(diào)分（十位）的cd4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但cd4511的輸出端ag不會(huì)有輸出，因?yàn)閘e=1時(shí)，cd4511鎖存。這是只要將要顯示數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)cd4511譯碼后，從輸出端ag輸出，送led顯示器顯示。調(diào)時(shí)按鍵開(kāi)關(guān)每按一次，數(shù)字自動(dòng)加1，直到調(diào)到需要設(shè)置的時(shí)間即可。調(diào)時(shí)（

15、個(gè)位）的操作方法與上一樣。時(shí)間設(shè)置完后，啟動(dòng)定時(shí)器t0開(kāi)始定時(shí)計(jì)數(shù)。計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)，比如：設(shè)置的時(shí)間為45分鐘，則在led上顯示4500四位數(shù)。定時(shí)t0計(jì)數(shù)60秒后中斷返回，繼續(xù)定時(shí)計(jì)數(shù)下一個(gè)60秒；同時(shí)則在4位led顯示器上顯示4459四位數(shù)，表示時(shí)間已過(guò)去1秒鐘，即44分59秒，這樣一直持續(xù)下去，直到變?yōu)椤?000”時(shí)表示賽程結(jié)束。如果比賽中裁判叫暫停，只要按一下k7鍵即可暫停計(jì)時(shí)。3.2 計(jì)分電路1.串行接口8051系列單片機(jī)除了有4個(gè)8位并行口外，還有一個(gè)能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接收的全雙工串行通信口。它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，還能作為同步移位寄存器用。球賽計(jì)分電路正是利用了8051單片機(jī)串

16、行口可以外界串行輸入并行輸出移位寄存作為輸出口來(lái)實(shí)現(xiàn)球賽比分刷新顯示的。現(xiàn)在就有關(guān)8051系列單片機(jī)的串行接口的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作方式以及串行口擴(kuò)展顯示接口的實(shí)例進(jìn)行逐步介紹。（1） 串行口專(zhuān)用寄存器控制串行口的寄存器有兩個(gè)，即特殊功能寄存器scon和pcon串行口控制寄存器scon特殊功能寄存器scon用于定義串行口通信方式的選擇和控制它的某些功能。其字節(jié)地址為98h。電源控制寄存器pcon電源控制寄存器pcon，沒(méi)有位尋址功能，直接地址為87h。但pcon中的最高位smod與串行口的波特率設(shè)置有關(guān)。當(dāng)smod=1時(shí)，方式1、方式2、方式3的波特率加倍。（2）串行口的工作方式8051有4種工作

17、方式：方式0、方式1、方式2、方式3。串行口由scon中的sm0、sm1選擇4種工作方式。如表1-2所示。表1-2 串行口方式選擇sm0sm1方式功能說(shuō)明波特率000移位寄存器方式fosc/120118位uart可變1029位uartfosc/64或fosc/321139位uart可變 方式0（在計(jì)分電路中，需現(xiàn)實(shí)的積分?jǐn)?shù)據(jù)采用此種方式傳給cd4094的）串行口工作方式0的特點(diǎn)如下：1.為移位寄存輸入輸出方式，可外接移位寄存器，以擴(kuò)展i/o接口，也可外接同步輸入輸出設(shè)備。2.波特率固定：為fosc/12。3.同步發(fā)送/接收8位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)rxd引腳輸入/輸出，txd提供輸出移位時(shí)鐘4.同步發(fā)

18、送/接收8位數(shù)據(jù)，低位在先。串行口工作在方式0時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送：5.當(dāng)執(zhí)行一條movsbuf，a指令時(shí)，啟動(dòng)發(fā)送操作，由txd提供輸出移位時(shí)鐘，由rxd串行發(fā)送sbuf中的數(shù)據(jù)。發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后自動(dòng)置位t1=1，請(qǐng)求中斷。要繼續(xù)發(fā)送時(shí)t1必須由指令清零（t1=0）。串行口工作在方式0時(shí)的數(shù)據(jù)接收：6.在r1=0條件下，置ren=1時(shí)，啟動(dòng)一楨數(shù)據(jù)的接收，由txd提供輸出移位時(shí)鐘，由rxd接收串行數(shù)據(jù)到a中，接收完一楨數(shù)據(jù)后自動(dòng)置位r1，請(qǐng)求中斷，想要繼續(xù)接收時(shí)要用指令清除r1。 方式1串行口工作方式1的特點(diǎn)如下：1.波特率是可變的，取決于定時(shí)器1或2的溢出速率。2.8位異步通信接口。3.傳送1楨信

19、息為10位，即1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位（低位在先）和1位停止位（1）。串行口工作在方式1時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送：4.當(dāng)執(zhí)行一條movsbuf，a指令時(shí)，a中數(shù)據(jù)從txd端異步發(fā)送。發(fā)送完一楨數(shù)據(jù)t1=1。請(qǐng)求送中斷。要繼續(xù)發(fā)送時(shí)，需t1指令清零（t1=0）。串行口工作在方式1時(shí)的數(shù)據(jù)接收：5.當(dāng)執(zhí)行一條movsbuf，a指令時(shí)，a中數(shù)據(jù)從txd端異步發(fā)送。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)ti=1，請(qǐng)求中斷，要繼續(xù)發(fā)送時(shí)，需ti指令清零（ti=0）。串行口工作在方式1時(shí)的數(shù)據(jù)接收：6.當(dāng)置位ren時(shí)，串行口采樣rxd，當(dāng)采樣到1至0的跳變時(shí)，確認(rèn)串行數(shù)據(jù)幀的起始位，開(kāi)始接收一幀數(shù)據(jù)，直到停止位到來(lái)時(shí)，把停止位送入rb8

20、中，置位ri請(qǐng)求中斷并通知cpu從sbuf中取走接收的數(shù)據(jù)。ri由指令清零。 方式2和方式3串行口工作方式2和方式3時(shí)的特點(diǎn)如下：1.兩種方式的波特率不同，方式2的波特率是固定的：fosc/64或fosc/32；方式3的波特率是可變的。2.9位異步通信接口3.傳送1幀信息都為11位：1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位（低位再先），1位可編程位（即第9位數(shù)據(jù)）和1位停止位（1）方式2和方式3的數(shù)據(jù)發(fā)送：4.是由執(zhí)行任何一條以sbuf，作為目的寄存器的指令來(lái)啟動(dòng)的。由“寫(xiě)入sbuf”信號(hào)把8位數(shù)據(jù)裝入sbuf，同時(shí)還把tb8裝到發(fā)送移位寄存器的第9位位置上，并通知發(fā)送控制器要求進(jìn)行一次發(fā)送。發(fā)送開(kāi)始，把

21、一個(gè)起始位（0）放到txd端。經(jīng)過(guò)一位時(shí)間后，數(shù)據(jù)由移位寄存器送到txd端，通過(guò)第一位數(shù)據(jù)，出現(xiàn)第一個(gè)一位脈沖。在第一次移位時(shí)，把一個(gè)停止位“1”由控制器的停止位送入移位寄存器的第9位。此后，每次移位時(shí)，把0送入第9位。因此，當(dāng)tb8的內(nèi)容移到移位寄存器的輸入位置時(shí)，其左面一位是停止位“1”，再往左的所有位是0，這種狀態(tài)由噢監(jiān)測(cè)器檢測(cè)到后，就通知發(fā)送控制器做最后一次移位。然后置ti=1，請(qǐng)求中斷。第9位數(shù)據(jù)（即scon中的tb8的值）由軟件置位或清0，可以作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位，也可以作為多機(jī)通信中的地址、數(shù)據(jù)標(biāo)志位。如果把tb8作為奇偶校驗(yàn)位，可以在發(fā)送中斷服務(wù)程序中，在數(shù)據(jù)寫(xiě)入subf之前，

22、先將數(shù)據(jù)的奇偶位寫(xiě)入tb8。方式2和方式3的數(shù)據(jù)接收：5.數(shù)據(jù)從rxd端輸入，接受過(guò)程由rxd端檢測(cè)到負(fù)跳變，16分頻計(jì)數(shù)器就立即復(fù)位，同時(shí)把1ffh寫(xiě)入輸入移位寄存器。技術(shù)器的16個(gè)狀態(tài)把一位時(shí)間等分為16份，在每一位的第7、8、9個(gè)狀態(tài)時(shí)，位監(jiān)測(cè)器對(duì)rxd端的值采樣。如果所接受到的起始位不是0，則復(fù)位接受電路，等待另一個(gè)負(fù)跳變的到來(lái)。若起始位0移到最左面時(shí)，通知接受控制器進(jìn)行最后一次移位。把8位數(shù)據(jù)裝入接受緩沖器。第9位數(shù)據(jù)裝入scon中的rb8，并置中斷裝置ri=1。數(shù)據(jù)裝入接受緩沖器和rb8，并置位ieri。只在產(chǎn)生最后一個(gè)移位脈沖時(shí)，并且要滿(mǎn)足下列條件：（1）ri=0，sm2=0；（

23、2）接受到的第9位數(shù)據(jù)為1時(shí)，才會(huì)進(jìn)行。如果不滿(mǎn)足上述條件，接收到的數(shù)據(jù)信息就會(huì)丟失，而且中斷標(biāo)志ri不置1。請(qǐng)注意與方式1的區(qū)別。在方式2和3中裝入rb8的是第9位數(shù)據(jù)，而不是停止位（方式1中裝入的德式停止位）。所接受的停止位的值可用于多機(jī)處理（多機(jī)通信中的地址/數(shù)據(jù)標(biāo)志位），也可作奇偶校驗(yàn)位。（3）串行口擴(kuò)展顯示接口的實(shí)例接口電路mcs-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，當(dāng)不用做串行通信時(shí)，可用來(lái)擴(kuò)展并行i/o口（設(shè)定串行口工作在移位寄存器，方式0狀態(tài)下）。用于顯示器接口時(shí)，使用串行輸入、并行輸出移位寄存器74ls164，每接一片74ls164可擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸出口，用以連接一個(gè)led段選口做靜態(tài)顯

24、示使用。圖1.5所示的為8051串行口擴(kuò)展顯示器接口電路。圖中畫(huà)出兩位led靜態(tài)顯示?？筛鶕?jù)需要任意擴(kuò)展。每擴(kuò)展一片74ls164，可增加一位led顯示器。圖1.5 串行口擴(kuò)展顯示接口74ls164是串行輸入，并行輸出移位寄存器，并帶有清除端，其外部引腳如圖1.6所示。各引腳說(shuō)明如下：圖1.6 74ls164引腳分布圖1.q0q7：并行輸出端。2.b：串行輸入端。3.cr：清除端，零電平時(shí)，使74ls164輸出清零。4.cp：時(shí)鐘脈沖出入端，在cp74ls脈沖中的上升作用下實(shí)現(xiàn)移位。在cp=0，cr=1時(shí)，74ls164保持原來(lái)數(shù)據(jù)狀態(tài)。串行/并行轉(zhuǎn)換芯片在附錄2所示的計(jì)分電路中，使用集成電路

25、cd4094。cd4094是8位移位寄存器，它主要完成串行輸入，并行輸出8位數(shù)據(jù)的功能，所以又叫8位串/并轉(zhuǎn)換器，其引腳分布如圖1.7所示。其中2腳data為串行數(shù)據(jù)輸入腳；3腳clock為時(shí)鐘脈沖輸入；4、5、6、7、14、13、12、11腳為并行8位數(shù)據(jù)輸出；8腳接地；16腳接電源5v。圖1.7 cd4094引腳分布圖2.比分校正控制電路比分校正控制電路有4輸入與門(mén)74ls21和4個(gè)按鍵組成，其中k1、k2接74ls21的9、10腳，完成甲隊(duì)加減分控制；k3、k4鍵接74ls31的12、13腳，完成乙隊(duì)加減分控制。有關(guān)74ls21集成電路的引腳分布及內(nèi)部構(gòu)成如圖1.8所示。圖1.8 74l

26、s21引腳分布圖1.14腳為電源腳2.7腳接地3.1、2、4、5、9、10、12、13為與門(mén)輸入腳4.6、8腳為與門(mén)輸出腳3.計(jì)分電路原理圖見(jiàn)附錄24.計(jì)分電路的工作原理計(jì)分電路主要有單片機(jī)at89c51、串/并轉(zhuǎn)換器、led顯示器、74ls21以及按鍵開(kāi)關(guān)組成。其工作過(guò)程如下，按鍵開(kāi)關(guān)k1k4組成甲乙兩隊(duì)加減分控制。按鍵開(kāi)關(guān)k1k4一端接地，另一端輸入與門(mén)74ls21的9、10、12、13腳以及單片機(jī)at89c51的p3.5、p3.4、p0.2、p0.1。當(dāng)k1k4四個(gè)按鍵的任何一個(gè)一位按下時(shí)，與門(mén)的8腳輸出都會(huì)產(chǎn)生低電平使單片機(jī)發(fā)生中斷，從而使相應(yīng)led顯示。因?yàn)榘存I開(kāi)關(guān)按下時(shí)為低電平。例

27、如：現(xiàn)在以乙隊(duì)加分為例，來(lái)說(shuō)明整個(gè)過(guò)程，假設(shè)比賽剛開(kāi)始，雙方比分為000 000，某一時(shí)刻后，當(dāng)乙隊(duì)加分時(shí)，則按下k3，這時(shí)k3=0（低電平），其余k1k2k4=111（為高電平），k1k2k3k4相與的結(jié)果為低電平，這時(shí)與門(mén)8腳輸出低電平到at49c51的p3.2腳，使其外部中斷int0發(fā)生中斷，從而調(diào)用中斷服務(wù)程序，將要顯示的數(shù)據(jù)從程序中定義的led顯示常數(shù)表tab中取出數(shù)據(jù)06h（因?yàn)閘ed顯示常數(shù)表tab的偏移地址為33h，33h首先指向led顯示常數(shù)表tab中的第一個(gè)數(shù)據(jù)3fh，當(dāng)k3按下時(shí)，相當(dāng)于將33h地址加1，這時(shí)便指向第二數(shù)據(jù)06h）經(jīng)串行發(fā)送端p3.0送至串/并轉(zhuǎn)換器cd4

28、094的輸入端第2腳（數(shù)據(jù)輸入data）。由于串行口的工作方式設(shè)置為方式0。所以在串行數(shù)據(jù)通過(guò)rxd引腳輸出時(shí)，則txd引腳會(huì)輸出多位時(shí)鐘作為移位脈沖，將8位數(shù)據(jù)順利送到cd4094中。另外在rxd引腳輸出數(shù)據(jù)的同時(shí)，單片機(jī)p3.7腳輸出高電平給cd4094的第一腳str（使能控制端），使前一片cd4094中的8位數(shù)據(jù)從qs移位至下一片cd4094輸入端的第2腳。在rxd引腳輸出數(shù)據(jù)過(guò)程中連續(xù)使單片機(jī)p3.7腳輸出6次高電平，這樣便使6篇cd4094中顯示代碼送led顯示器顯示，便得到顯示為000 001。因?yàn)樵诔绦蛑卸x33h、35h、36h、37h、38h，6地址單元，分別對(duì)應(yīng)乙隊(duì)、甲隊(duì)6

29、個(gè)led顯示器在程序中定義的led顯示常數(shù)表tab中的偏移首地址。單片機(jī)的rxd每次發(fā)送6個(gè)數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)以33h、34h、35h、36h、37h、38h為偏移首地址單元里的數(shù)據(jù)。例如：乙隊(duì)加分表示以33h為偏移首地址的單元加1，指向第二個(gè)數(shù)據(jù)06h，其他以34h、35h、36h、37h、38h為偏移首地址單元里的數(shù)據(jù)仍指向第一個(gè)數(shù)據(jù)3fh，這樣將這6個(gè)數(shù)據(jù)：06h、3fh、3fh、3fh、3fh、3fh經(jīng)單片機(jī)的rxd發(fā)送出去，再在單片機(jī)p3.7腳輸出的6次高電平作用下產(chǎn)生6次移位，便在6片cd4094中得到顯示代碼：3fh、3fh、3fh、3fh、3fh、06h。然后在p3.7=0時(shí)顯示為

30、：000 001。3.3球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器的工作過(guò)程首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)計(jì)時(shí)電路與計(jì)分電路中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為000 000和000 000；然后我們按計(jì)時(shí)電路中的k5按鍵來(lái)設(shè)置比賽時(shí)間的十位數(shù)，例如比賽上半場(chǎng)時(shí)間為20分鐘，則通過(guò)k5鍵，使數(shù)碼管1顯示“2”即可；再按k6鍵，設(shè)置比賽時(shí)間的個(gè)數(shù)位，使數(shù)碼管2顯示“0”即可。一般比賽時(shí)間為40分鐘，隨時(shí)只需按k5顯示4，按k6顯示0即可。時(shí)間設(shè)置好時(shí)，等待賽程開(kāi)始，當(dāng)裁判吹響開(kāi)始哨聲時(shí)，立即按k7鍵啟動(dòng)計(jì)時(shí)，這時(shí)計(jì)時(shí)電路便工作，計(jì)時(shí)采用倒計(jì)時(shí)方式，即從20分鐘減為0分鐘表示上半場(chǎng)結(jié)束。上半場(chǎng)結(jié)束時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘

31、響聲，通知上半場(chǎng)結(jié)束，這時(shí)按一下k7鍵，便完成甲乙兩隊(duì)的分?jǐn)?shù)交換。在整個(gè)賽程中，我們還要對(duì)兩隊(duì)的比分進(jìn)行及時(shí)刷新，這時(shí)我們通過(guò)計(jì)分電路中的k1k4鍵完成此功能，可、k2鍵完成甲隊(duì)加減分，k3、k4鍵完成乙隊(duì)加減分。按鍵每按一次表示加或減一分。由于加、減分我們采用中斷完成，且加、減分的中斷優(yōu)先權(quán)小于計(jì)時(shí)電路的中斷優(yōu)先權(quán)，所以不會(huì)對(duì)計(jì)時(shí)電路造成影響。如果在比賽過(guò)程中，一方教練喊暫停，經(jīng)裁判批準(zhǔn)，我們立即按k7鍵，即可以暫停計(jì)時(shí)，暫停時(shí)間到時(shí)，再按k7鍵繼續(xù)計(jì)時(shí)，直至上半場(chǎng)賽程結(jié)束，蜂鳴器會(huì)發(fā)出10秒鐘的響聲。下半場(chǎng)和上半場(chǎng)一樣。4 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)4.1 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器程序流程圖開(kāi)始定時(shí)清0甲乙兩

32、隊(duì)分?jǐn)?shù)清零設(shè)置定時(shí)時(shí)間如：20分鐘yn啟動(dòng)鍵是否按下倒計(jì)時(shí)開(kāi)始定時(shí)y定時(shí)時(shí)間到否喇叭響10秒暫停鍵是否按下nn交換建是否按下yn k1k2k3k4是否按下yy甲乙兩隊(duì)交換分?jǐn)?shù)并顯示對(duì)應(yīng)甲乙兩隊(duì)加減分?jǐn)?shù)n4.2 籃球賽計(jì)時(shí)計(jì)分器源代碼org 0000hajmp lk1 ；主程序地址org 000bh ；定時(shí)中斷入口地址ajmp ctcoorg 0013h ；外部中斷入口地址ajmp cxtlk1： mov 33h，#00h ；甲隊(duì)計(jì)分清零mov 33h，#00hmov 34h，#00hmov 35h，#00hmov 36h，#00h ；乙隊(duì)計(jì)分清零mov 37h，#00hmov 38h，#00h

33、mov 40h，#00h ；計(jì)時(shí)分鐘清零mov 41h，#00hclr p0.0mp： clr p2.0 ；計(jì)時(shí)牌子清零clr p2.1 ；分分秒秒清零clr p2.2clr p2.3mov p1，#00hnopnopsetb p2.0setb p2.1setb p2.2setb p2.3mov 42h，#05h ；送秒鐘初值59秒mov 43h，#09hmov scon，#00h ；計(jì)分牌子清零程序clr p3.7mov r1，#33hmov r2，#06hlp： mov a，r1mov dptr，#tab ；取顯示數(shù)movc a，a+dptrmov sbuf，a ；通過(guò)串行口發(fā)顯示數(shù)據(jù)jn

34、b ti，$ ；是否發(fā)送完畢clr ti ；清除標(biāo)志位inc r1djnz r2，lp ；6次是否發(fā)送完畢setb p3.7 ；顯示數(shù)據(jù)lk3： jb p2.4,lk6acall d10msjb p2.4,lk3acall d2slk4： jb p2.4,lk3 ；調(diào)整分鐘（十位）clr p2.0 ；顯示分鐘十位數(shù)據(jù)mov p1,40hsetb p2.0acall d2s ；調(diào)用延時(shí)程序inc 40h；將十位加1mov a,40hcjne a,0ah,lk4 ；十到了沒(méi)有mov 40h,#00hajmp lk4lk6： jb p2.5,lk5acall d10msjb p2.5,lk6acal

35、l d2slk7： jb p2.5,lk6 ；調(diào)整分鐘（個(gè)位）acall d2s ；顯示分鐘個(gè)位數(shù)據(jù)jb p2.5,lk6clr p2.1mov p1,41hsetb p2.1acall d2s ；調(diào)用延時(shí)程序inc 41h ；將個(gè)位加1mov a,41hcjne a,#0ah,lk7 ；十到了沒(méi)有mov 41h,#00hajmp lk7lk5： jb p2.6,lk3 ；等待啟動(dòng)計(jì)時(shí)acall d10msjb p2.6,lk5clr p2.2 ；顯示秒鐘十位mov p1,42hnopnopsetb p2.2clr p2.3 ；顯示秒鐘個(gè)位mov p1,43hnopnopsetb p2.3se

36、tb p0.0 ；點(diǎn)亮計(jì)時(shí)指示燈mov tmod,#01h ；定時(shí)中斷初始化mov tl0,#0b0h ；送定時(shí)初值mov th0,#3chsetb easetb et0 ；開(kāi)放定時(shí)中斷setb ex1 ；開(kāi)放外部中斷clr it0 ；外部中斷低電平有效setb tr0 ；啟動(dòng)定時(shí)mov r0,#14hsjmp $ctco： jnb p3.2,lk8 ；定時(shí)中斷程序djnz r0,next ；一秒鐘到了嗎？mov r0,#14hdec 43hclr p2.3 ；顯示時(shí)間mov p1,43h ；顯示秒鐘個(gè)位nopnopsetb p2.3clr p2.2 ；顯示秒鐘十位mov p1,42hnopn

37、opsetb p2.2clr p2.1 ；顯示分鐘個(gè)位mov p1,41hnopnopsetb p2.1clr p2.0 ；顯示分鐘十位mov p1,40hnopnopsetb p2.0mov a,43hcjne a,#00h,next ；秒鐘個(gè)位回到0沒(méi)有mov 43h,#0ah ；秒鐘個(gè)位送初值10mov a,42hcjne a00h,lp3 ；秒鐘十位回到0沒(méi)有mov 42h,#05h ；秒鐘初值送初值5mov a,41hcjne a,#00h,lp2 ；分鐘個(gè)位回到0沒(méi)有mov 41h,#09h ；分鐘個(gè)位送初值9mov a,40hcjne a,#00h,lp1 ；分鐘十位回到0沒(méi)有c

38、lr p0.0clr p3.6 ；時(shí)間到發(fā)出警備10sacall d10ssetb p3.6kp11： jb p2.6,kp11 ；等待交換ajmp kp12 ；去兩隊(duì)分?jǐn)?shù)交換程序lk8： acall d10msjb p2.6,ctco ；計(jì)時(shí)暫停處理clr p0.0lk9： jnb p2.6,lk9 ；等待鍵按下lk10： jb p2.6,lk10 ；等待鍵放開(kāi)setb p0.0 ；繼續(xù)計(jì)時(shí)ajmp ctcolp3： dec 42h ；將秒鐘十位減1ajmp nextlp1： dec 40h ；將分鐘十位減一ajmp nextlp2： dec 41h ；將分鐘個(gè)位減一next： mov tl

39、0,#0b0h ；定時(shí)中斷送初值返回mov th0,#3chretikp12： mov a,33h ；甲乙兩隊(duì)交換分?jǐn)?shù)xch a,36hmov 33h,amov a,34hxch a,37hmov 34h,amov a,35hxch a,38hmov 35h,aajmp mp ；返回顯示交換后的分?jǐn)?shù)cxt： jnb p3.5,kp1 ；甲隊(duì)+1jnb p3.4,kp2 ；甲隊(duì)-1jnb p0.2,kp3 ；乙隊(duì)+1jnb p0.1,kp4 ；乙隊(duì)-1ajmp kp6kp1： inc 36h ；甲隊(duì)+1程序mov a,36hcjne a,#0ah,kp5mov 36h,#00hinc 37hmo

40、v a,37hcjne a,#0ah,kp5mov 37h,#00hinc 38hajmp kp5kp2： mov a,36h ；甲隊(duì)-1程序cjne a,#00h,ap1mov 36h,#09hdec 37hajmp kp5ap1： dec 36hajmp kp5kp3： inc 33h ；乙隊(duì)+1程序mov a,33hcjne a.#0ah,kp5mov 33h,#00hinc 34hmov a,34hcjne a,#0ah,kp5mov a,34hcjne a,#0ah,kp5mov 34h,#00hinc 35hajmp kp5kp4： mov a,33h ；乙隊(duì)-1程序cjne a,

41、#00h,ap2mov 34h,#09hdec 35hajmp kp5ap2： dec 34hkp5： clr p3.7 ；顯示分?jǐn)?shù)mov r1，#33hmov r2，#06hmov a，r1mov dptr，#tab ；查找顯示數(shù)據(jù)movc a，a+dptrmov sbuf，a ；通過(guò)串行口發(fā)送顯示jnb ti，$ ；串行口是否發(fā)送完畢clr ti ；串行口標(biāo)志清0inc r1djnz r2，lp6 ；6次是否發(fā)送完畢setb p3.7jnb p3.3,kp6 retidb 3fh,06h,5bh.4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00h mov 50h,#05h ；延時(shí)程序10smov r3,#0ah ；延時(shí)程序2smov r7,#14hmov r6,#05hmov r5,#0f9hnopnopdjnz r5,loop2djnz r6,loop3djnz r7,d10msdjnz r3,d200