畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）個(gè)基于AT89C51單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了一個(gè)基于at89c51單片機(jī)的電子時(shí)鐘。并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)間。并通過一個(gè)控制鍵用來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)節(jié)和是否進(jìn)入省電模式的轉(zhuǎn)換。應(yīng)用proteus的isis軟件實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。該方法仿真效果真實(shí)、準(zhǔn)確，節(jié)省了硬件資源。同時(shí)單片機(jī)以at89c51為核心元件采用led數(shù)碼管顯示器動(dòng)態(tài)顯示“時(shí)”，“分”，“秒”的現(xiàn)代計(jì)時(shí)裝置。與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)精確,顯示直觀等特點(diǎn)。另外具有校時(shí)功能，秒表功能，和定時(shí)器功能，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字時(shí)鐘具有編程靈活，便于功能的擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：數(shù)字鐘系統(tǒng)； 單片機(jī)； led液晶

2、顯示器digital clock system abstract the system uses mcu with time, the school features such as the digital clock, scm at89c51 is also used as the core components of the led digital display dynamic display when and points and seconds of the modern time device . compared with the traditional mechanical w

3、atches, it has a precise path that intuitive, and other characteristics. in addition a school function, stopwatch function, and the timer function to achieve mcu use of the digital clock with programming flexibility to facilitate the expansion of functional advantages. key words: digital clock syste

4、m; scm; led lcd monitor目 錄 緒論.11.系統(tǒng)方案.2 1.1 系統(tǒng)概述.2 1.2 方案論證.2 1.3擴(kuò)展功能.3 1.4原理.3 1.5所需元器件.32.電子時(shí)鐘.3 2.1 電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介.3 2.2電子時(shí)鐘的基本特點(diǎn).3 2.3 電子時(shí)鐘的原理.43.單片機(jī)的相關(guān)知識(shí).4 3.1單片機(jī)簡(jiǎn)介.4 3.2 單片機(jī)的特點(diǎn).4 3.3 89c51單片機(jī)介紹.44.單元電路設(shè)計(jì)、原理及器件選擇.55電路與程序設(shè)計(jì).13 5.1 電路設(shè)計(jì).13 5.2 程序設(shè)計(jì).15 5.2.1 程序流程圖.15 5.2.2定時(shí)器0程序流程圖.16 5.2.3 系統(tǒng)板上硬件連線.18 5.

5、2.4 匯編源程序.18 5.2.5定時(shí)器0中斷程序.23 5.2.6定時(shí)器1中斷程序.25 5.2.7鍵盤子程序.286. 仿真結(jié)果分析.317. 結(jié)束語.328.參考文獻(xiàn).34 緒論 （一）引言 20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 時(shí)間對(duì)人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。例如，許多火災(zāi)都

6、是由于人們一時(shí)忘記了關(guān)閉煤氣或是忘記充電時(shí)間。尤其在醫(yī)院，每次護(hù)士都會(huì)給病人作皮試，測(cè)試病人是否對(duì)藥物過敏。注射后，一般等待5分鐘，一旦超時(shí)，所作的皮試試驗(yàn)就會(huì)無效。手表當(dāng)然是一個(gè)好的選擇，但是，隨著接受皮試的人數(shù)增加，到底是哪個(gè)人的皮試到時(shí)間卻難以判斷。所以，要制作一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)。隨時(shí)提醒這些容易忘記時(shí)間的人。 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常

7、現(xiàn)實(shí)的意義。 （二）論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 本系統(tǒng)采用石英晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。由led數(shù)碼管來顯示譯碼器所輸出的信號(hào)。采用了74ls系列中小規(guī)模集成芯片。使用了rs觸發(fā)器的校時(shí)電路。總體方案設(shè)計(jì)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能,擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。論文安排如下： 1、緒論 闡述研究電子鐘所具有的現(xiàn)實(shí)意義。 2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案 論述電子鐘的具體設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)要求。 3、單元電路設(shè)計(jì)、原理及器件選擇 說明電子鐘的設(shè)計(jì)原理以及器件的選擇，主要從石英晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路五個(gè)方面進(jìn)行說明。 4、繪制整

8、機(jī)原理圖 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作全部完成。 1、系統(tǒng)方案1.1 系統(tǒng)概述:本系統(tǒng)可模擬電子時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，秒表，倒計(jì)時(shí)定時(shí)器功能，主從cpu數(shù)據(jù)處理、鍵盤控制與數(shù)據(jù)顯示。主控系統(tǒng)能響應(yīng)按鍵，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，再把其對(duì)應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)在數(shù)碼管led上顯示。具體設(shè)計(jì)基本任務(wù)是：1用led數(shù)碼管顯示時(shí)間，且能顯示時(shí)、分、秒的24小時(shí)制的數(shù)字鐘。2具有校時(shí)功能，具體方法：設(shè)置三個(gè)按鈕，其中兩個(gè)按鈕分別對(duì)“時(shí)”、“分”進(jìn)行校時(shí)，另一個(gè)按鈕則實(shí)現(xiàn)對(duì)“秒”位清零系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示：cpu主機(jī)鍵盤控制數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示開關(guān)控制數(shù)碼管顯示形式圖1.1數(shù)字鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1.2 方案論證方案一1計(jì)數(shù)

9、部分采用異步2-5-10進(jìn)制計(jì)數(shù)器7490，顯示部分參考實(shí)驗(yàn)七。2計(jì)時(shí)用的“秒”脈沖信號(hào)可用實(shí)驗(yàn)板中提供的800hz分頻產(chǎn)生。800hz信號(hào)同時(shí)作為動(dòng)態(tài)掃描顯示電路的時(shí)鐘信號(hào)。3時(shí)、分校時(shí)控制，當(dāng)校時(shí)按鈕按下時(shí)，可對(duì)時(shí)、分計(jì)數(shù)器cp端輸入秒脈沖來加速計(jì)數(shù)速度來達(dá)到校時(shí)目的。方案二 1.用單片機(jī)定時(shí)器中斷原理實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)10ms循環(huán)掃描，同時(shí)完成計(jì)數(shù)功能，并經(jīng)過多次中斷產(chǎn)生“秒”信號(hào)。2.可控制按鍵實(shí)現(xiàn)時(shí)，分，秒加一，減一功能?？紤]到設(shè)計(jì)硬件簡(jiǎn)單原則，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字時(shí)鐘具有編程靈活，便于功能的擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用方案二。1.3擴(kuò)展功能1.實(shí)現(xiàn)秒表功能。2.可以用于倒計(jì)時(shí)定時(shí)。3.可以

10、時(shí)分秒清零。1.4原理本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了單片機(jī)原理，利用單片機(jī)的i/o口，由鍵盤控制i/o口，進(jìn)行單片機(jī)相應(yīng)的程序處理，再用i/o口控制數(shù)碼管的顯示。利用開關(guān)來控制開啟，暫停計(jì)時(shí)，并切換時(shí)鐘，秒表，倒計(jì)時(shí)定時(shí)器功能。1.5所需元器件 六位一體數(shù)碼管，89c51單片機(jī)，7407芯片，12m晶振，按鍵若干，開關(guān)若干，電阻若干，電容若干，導(dǎo)線2、電子時(shí)鐘 2.1 電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介 1957年,ventura發(fā)明了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘開始迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘是基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具，采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，

11、滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零。從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具。2.2電子時(shí)鐘基本特點(diǎn)：通過功能轉(zhuǎn)換鍵可實(shí)現(xiàn)月，日，時(shí)，分，秒，顯示12制式，led背光（可根據(jù)用戶要求更改不同的背光顏色）顯示直觀，外觀新穎抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定。 技術(shù)參數(shù)：電壓范圍5v-50v，微功耗 應(yīng)用范圍：摩托車電動(dòng)車 耐壓：dc 30v 時(shí)間 5min低溫：在-20的恒溫冷柜中恒溫2h，時(shí)鐘工作正常高溫：在90的恒溫烘箱中恒溫2h，時(shí)鐘工作正?？垢蓴_性能：在摩托車怠速、加速狀態(tài)，按喇叭時(shí)，時(shí)鐘工作正常耐紫線照射性能：epromr紫外線擦除器照射時(shí)間 100小時(shí)引出線強(qiáng)度：外力 6kg，銅接頭

12、與引線之間不脫落；引線不斷裂時(shí)鐘工作電流： 1ma2.3電子時(shí)鐘的原理：電子鐘是用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路等六部分組成。電子鐘具有計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的功能。3.單片機(jī)識(shí)的相關(guān)知識(shí) 3.1單片機(jī)簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機(jī)存儲(chǔ)器ram、只讀存儲(chǔ)器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)的特點(diǎn)：3.2 89c

13、51單片機(jī)介紹：出廠所配晶振頻率為11.0592mh,每個(gè)機(jī)器周期為1.085us,用戶更換晶振以提高速度。存貯器為64k,前4k/8k20k在cpu內(nèi)部,其它程序在epr0m27512中。數(shù)據(jù)存貯器為32k(62256),地址為8000ffffh。/o擴(kuò)展8155,片內(nèi)ram地址200o-20ffh8155命令口地址為2100ha口地址21o1h b口地址：2102h c口地址:2103h t低八位2104h t高八位2105a/d采用精高度,速度快(25us)的ad574,并在其轉(zhuǎn)換前對(duì)信號(hào)作了采樣保持處理。ad574啟動(dòng)地址為:4000h 高八位地址為4002h低四位地址為：4003h多

14、路模擬開關(guān)的使用in0p1=0f8h in4p1=0fch in1p1=0f9h in5:p1=ofdhin2p1=0fah in5:p1=0feh in3p1=0fbh in7:p1=0ffhp1.0按cd4051的c,p1.1按cd4051的b腳(10)、p1.2按cd4051的a腳(11)。 d/a采用0832輸出,地址為6000h-6fffh鍵盤顯示(cz2)采用8279,地址為:7ffeh-7fffh日歷時(shí)鐘芯片ds12887,命令寄存器為5000h-500dh,不掉電數(shù)據(jù)存貯器為500eh-507fh控制板160x1o9(mm) 供電+5v300ma +12v100ma -12v1

15、00ma at89c51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4kb快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器（fperom-flash programmable and eraseable read only memory）的8位cmos微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與80c51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。主要性能：與mcs-51 微控制器產(chǎn)品系列兼容。片內(nèi)有4kb可在線重復(fù)編程的快閃擦寫存儲(chǔ)。 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年。寬工作電壓范圍：vcc可為2.7v到6v全靜態(tài)工作：可從0hz至16mhz程序存儲(chǔ)器具有3級(jí)加密保護(hù)。128*8位內(nèi)部ram。32條可編程i/o線。兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷結(jié)構(gòu)具有

16、5個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí)。可編程全雙工串行通道?？臻e狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容四、單元電路設(shè)計(jì)、原理及器件選擇 （一）石英晶體振蕩器 1、重要概念的解釋 (1) 反饋：將放大電路輸出量的一部分或全部，通過一定的方式送回放大電路的輸入端。 (2) 耦合：是指信號(hào)由第一級(jí)向第二級(jí)傳遞的過程。 2、石英晶體振蕩器的具體工作原理 石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整。它被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中。它還具有壓電效應(yīng)：在晶體某一方向加一電場(chǎng)，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形；反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)

17、。在這里，我們?cè)诰w某一方向加一電場(chǎng)，從而在與此垂直的方向產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，有了機(jī)械振動(dòng)，就會(huì)在相應(yīng)的垂直面上產(chǎn)生電場(chǎng)，從而使機(jī)械振動(dòng)和電場(chǎng)互為因果，這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機(jī)械強(qiáng)度限制時(shí)，才達(dá)到最后穩(wěn)定，這種壓電諧振的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率。 用反相器與石英晶體構(gòu)成的振蕩電路如圖2所示。利用兩個(gè)非門g1和g2 自我反饋，使它們工作在線性狀態(tài)，然后利用石英晶體ju來控制振蕩頻率，同時(shí)用電容c1來作為兩個(gè)非門之間的耦合，兩個(gè)非門輸入和輸出之間并接的電阻r1和r2作為負(fù)反饋元件用，由于反饋電阻很小，可以近似認(rèn)為非門的輸出輸入壓降相等。電容c2是為了防止寄生振蕩。例如：電路中的石英晶體振蕩頻率

18、是4mhz時(shí)，則電路的輸出頻率為4mhz。 (二) 分頻器1、8421碼制,5421碼制 用四位二進(jìn)制碼的十六種組合作為代碼，取其中十種組合來表示0-9這十個(gè)數(shù)字符號(hào)。通常，把用四位二進(jìn)制數(shù)碼來表示一位十進(jìn)制數(shù)稱為二-十進(jìn)制編碼，也叫做bcd碼，見表1。 表1 8421碼 5421碼 0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0010 3 0011 0011 4 0100 0100 5 0101 1000 6 0110 1001 7 0111 1010 8 1000 1011 9 1001 1100 2、分頻器的具體工作原理 由于石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到秒脈沖，

19、需要用分頻電路。例如，振蕩器輸出4mhz信號(hào)，通過d觸發(fā)器（74ls74）進(jìn)行4分頻變成1mhz,然后送到10分頻計(jì)數(shù)器（74ls90,該計(jì)數(shù)器可以用8421碼制，也可以用5421碼制），經(jīng)過6次10分頻而獲得1hz方波信號(hào)作為秒脈沖信號(hào)。（見圖3） 3、圖中標(biāo)志的含義 cp輸入的脈沖信號(hào) c0進(jìn)位信號(hào) q輸出的脈沖信號(hào) (三)計(jì)數(shù)器 秒脈沖信號(hào)經(jīng)過6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位，“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄ⅰ胺帧庇?jì)數(shù)器為60進(jìn)制，小時(shí)為24進(jìn)制。 1、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (1) 計(jì)數(shù)器按觸發(fā)方式分類 計(jì)數(shù)器是一種累計(jì)時(shí)鐘脈沖數(shù)的邏輯部件。計(jì)數(shù)器不僅用于時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，

20、還用于定時(shí)、分頻、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及數(shù)字運(yùn)算等。計(jì)數(shù)器是應(yīng)用最廣泛的邏輯部件之一。按觸發(fā)方式，把計(jì)數(shù)器分成同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩種。對(duì)于同步計(jì)數(shù)器，輸入時(shí)鐘脈沖時(shí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是同時(shí)進(jìn)行的，而異步計(jì)數(shù)器中的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)則不是同時(shí)。 (2)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理 “秒”計(jì)數(shù)器電路與“分”計(jì)數(shù)器電路都是60進(jìn)制，它由一級(jí)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級(jí)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接構(gòu)成，如圖4所示，采用兩片中規(guī)模集成電路74ls90串接起來構(gòu)成的“秒”、“分”計(jì)數(shù)器。圖4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路ic1是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，qd1作為十進(jìn)制的進(jìn)位信號(hào)，74ls90計(jì)數(shù)器是十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，用反饋歸零方法實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)，ic2和與非門組成

21、六進(jìn)制計(jì)數(shù)。74ls90是在cp信號(hào)的下降沿翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)，q a1和 q c2相與0101的下降沿，作為“分”（“時(shí)”）計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)，通過與非門和非門對(duì)下一級(jí)計(jì)數(shù)器送出一個(gè)高電平1（在此之前輸出的一直是低電平0）。q b2 和q c2計(jì)數(shù)到0110，產(chǎn)生的高電平1分別送到計(jì)數(shù)器的清零r0(1)， r0(2)，74ls90內(nèi)部的r0(1)和r0(2)與非后清零而使計(jì)數(shù)器歸零，此時(shí)傳給下一級(jí)計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)又變?yōu)榈碗娖?，從而給下一級(jí)計(jì)數(shù)器提供了一個(gè)下降沿，使下一級(jí)計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)，在這里ic2完成了六進(jìn)制計(jì)數(shù)。由此可見ic1和 ic2串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。 其中：74ls90可二/五分頻十進(jìn)制計(jì)

22、數(shù)器 74ls04非門 74ls00二輸入與非門 2、24進(jìn)制計(jì)數(shù)器 小時(shí)計(jì)數(shù)電路是由ic5和ic6組成的24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路，如圖5所示。 當(dāng)“時(shí)”個(gè)位ic5計(jì)數(shù)輸入端cp5來到第10個(gè)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，ic5計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，進(jìn)位端qd5向ic6“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)?shù)?4個(gè)“時(shí)”(來自“分”計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號(hào))脈沖到達(dá)時(shí)，ic5計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0100”，ic6計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的qc5和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的qb6輸出為“1”。把它們分別送到ic5和ic6計(jì)數(shù)器的清零端r0(1)和r0(2)，通過7490內(nèi)部的r0(1)和r0(2)與非后清零，從而完成24進(jìn)制

23、計(jì)數(shù)。 (四) 譯碼與顯示電路 1、顯示器原理（數(shù)碼管） 數(shù)碼管是數(shù)碼顯示器的俗稱。常用的數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管，熒光數(shù)碼管，輝光數(shù)碼管和液晶顯示器等。 本設(shè)計(jì)所選用的是半導(dǎo)體數(shù)碼管，是用發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱led）組成的字形來顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極管排列成七段組合字形，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。半導(dǎo)體數(shù)碼管有共陽(yáng)極和共陰極兩種類型。共陽(yáng)極數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起，而七個(gè)陰極則是獨(dú)立的。共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管相反，七個(gè)發(fā)光二極管的陰極接在一起，而陽(yáng)極是獨(dú)立的。 當(dāng)共陽(yáng)極數(shù)碼管的某一陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的二極管發(fā)光，可根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陽(yáng)極數(shù)碼管需要輸出低電平有效的

24、譯碼器去驅(qū)動(dòng)。共陰極數(shù)碼管則需輸出高電平有效的譯碼器去驅(qū)動(dòng)。 2、譯碼器原理（74ls47） 譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74ls47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表2列出了74ls47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。 表2 :輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號(hào) lt() rbi(-) a3 a2 a1 a0 bi()/rbo() a() b() c() d() e() f() g() 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 x 0 0 0

25、1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 x 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 x 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 x 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 x 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 x 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 x 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 x 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 x 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 x x x x x x 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0

26、 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 0 x x x x x 1 0 0 0 0 0 0 0 8 (1)lt()：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)lt()=0時(shí)，無論輸入a3 ，a2 ，a1 ，a0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)bi()：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。bi()=0時(shí)。不論lt()和輸入a3 ，a2 ，a1，a0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽(yáng)極數(shù)碼管熄滅。 (3)rbi(-)：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對(duì)每一位a3= a2 =a1 =a0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是

27、在rbi(-)=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)rbo()：滅零輸出，它和滅燈輸入bi()共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。 3、譯碼器與顯示器的配套使用 譯碼是把給定的代碼進(jìn)行翻譯，本設(shè)計(jì)即是將時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器輸出的四位二進(jìn)制數(shù)代碼翻譯為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，并通過顯示器顯示，通常顯示器與譯碼器是配套使用的。我們選用的七段譯碼驅(qū)動(dòng)器（74ls47）和數(shù)碼管(led）是共陽(yáng)極接法（需要輸出低電平有效的譯碼器驅(qū)動(dòng)）。譯碼顯示電路如圖6所示。 圖6 譯碼顯示電路（五）校時(shí)電路 1、rs觸發(fā)器 圖7 基本rs觸發(fā)器r() s() q

28、 q() 說 明 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0或1 1 1 0 1或0 1 置0 置1 保持原來狀態(tài) 不正常狀態(tài)，0信號(hào)消失后，觸發(fā)器狀態(tài)不定 五電路與程序設(shè)計(jì)5.1 電路設(shè)計(jì)：圖3.1總體電路圖本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路如圖3.1所示，左邊按鍵控制時(shí)分秒加一減一操作，右邊開關(guān)切換數(shù)碼管顯示時(shí)鐘，秒表，倒計(jì)時(shí)定時(shí)器等功能。單片機(jī)下方按鍵有復(fù)位功能：當(dāng)在時(shí)鐘方式時(shí)，此按鍵有清零作用；當(dāng)在倒計(jì)時(shí)定時(shí)器方式時(shí)，此按鍵按下，時(shí)分秒均付為最大值。右上角是六位一體的數(shù)碼管led，用于顯示。數(shù)碼管左邊的上拉電阻具有自動(dòng)拉高p0i/o口的功能。數(shù)碼管下方的7407芯片有限流作用，用于防止數(shù)碼管電流過大而燒

29、毀。5.2 程序設(shè)計(jì) 5.2.1 程序流程圖圖5-2-1為主程序流程圖，圖5-2-2為定時(shí)器0程序流程圖，圖5-2-3為定時(shí)器1程序流程圖。是否有按鍵拆分,即吧兩位數(shù)放到數(shù)碼管上跳到按鍵子程序while死循環(huán)初始化程序圖5-2-1主程序流程圖此為主程序流程圖，初始化后，就一直在while里循環(huán)，并把秒，分，時(shí)分別拆成各位和十位兩個(gè)數(shù)，放到相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示，并檢測(cè)是否有按鍵按下，和定時(shí)器t0，t1溢出，來執(zhí)行相應(yīng)的鍵盤子程序和定時(shí)器0，1的中斷程序。重新初始化t0t+，t0+秒分時(shí)計(jì)算，ss=60，則ss=0，mm+。分，時(shí)同理計(jì)算t0是否為2t0=0數(shù)碼管循環(huán)顯示一位顯示相應(yīng)數(shù)碼管的數(shù)值第三

30、個(gè)開關(guān)是否按下j=10j=610t是否為jt=0開關(guān)2是否按下秒加一開關(guān)一是否按下開定時(shí)器1，關(guān)定時(shí)器0開定時(shí)器0，關(guān)定時(shí)器1進(jìn)入主程序圖5.2.2定時(shí)器0程序流程圖此為定時(shí)器0流程圖，在主程序檢測(cè)到t0溢出時(shí)執(zhí)行該子程序，該中斷主要執(zhí)行數(shù)碼管循環(huán)顯示數(shù)字，并檢測(cè)到一秒后秒加一的功能。重新初始化t1t+，t0+秒分時(shí)計(jì)算，ss= -1，則ss=59，mm減一。分，時(shí)同理計(jì)算t0是否為2t0=0數(shù)碼管循環(huán)顯示一位顯示相應(yīng)數(shù)碼管的數(shù)值t是否為jt=0開關(guān)2是否按下秒減一開關(guān)一是否按下開定時(shí)器1，關(guān)定時(shí)器0開定時(shí)器0，關(guān)定時(shí)器1進(jìn)入主程序j=610，圖5-2-3定時(shí)器1程序流程圖此為定時(shí)器1流程圖，

31、在主程序檢測(cè)到t1溢出時(shí)執(zhí)行該子程序，該中斷程序主要執(zhí)行數(shù)碼管循環(huán)顯示數(shù)字，并檢測(cè)到一秒后秒減一的功能。5.2.3 系統(tǒng)板上硬件連線 （1)把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的p1.0p1.7端口用8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ah端口上；（2)把“單片機(jī)系統(tǒng)：區(qū)域中的p3.0p3.7端口用8芯排線連接到“動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的s1s8端口上； （3)把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的p0.0/ad0、p0.1/ad1、p0.2/ad2端口分別用導(dǎo)線連接到“獨(dú)立式鍵盤”區(qū)域中的sp3、sp2、sp1端口上； 5.2.4. 匯編源程序 second equ 30h minite equ 31h hour eq

32、u 32h hourk bit p0.0 minitek bit p0.1 secondk bit p0.2 dispbuf equ 40h dispbit equ 48h t2scnta equ 49h t2scntb equ 4ah temp equ 4bh org 00h ljmp start org 0bh ljmp int_t0 start: mov second,#00h mov minite,#00h mov hour,#12 mov dispbit,#00h mov t2scnta,#00h mov t2scntb,#00h mov temp,#0feh lcall disp

33、mov tmod,#01h mov th0,#(65536-2000) / 256 mov tl0,#(65536-2000) mod 256 setb tr0 setb et0 setb ea wt: jb secondk,nk1 lcall dely10ms jb secondk,nk1 inc second mov a,second cjne a,#60,ns60 mov second,#00h ns60: lcall disp jnb secondk,$ nk1: jb minitek,nk2 lcall dely10ms jb minitek,nk2 inc minite mov a

34、,minite cjne a,#60,nm60 mov minite,#00h nm60: lcall disp jnb minitek,$ nk2: jb hourk,nk3 lcall dely10ms jb hourk,nk3 inc hour mov a,hour cjne a,#24,nh24 mov hour,#00h nh24: lcall disp jnb hourk,$ nk3: ljmp wt dely10ms: mov r6,#10 d1: mov r7,#248 djnz r7,$ djnz r6,d1 ret disp: mov a,#dispbuf add a,#8

35、 dec a mov r1,a mov a,hour mov b,#10 div ab mov r1,a dec r1 mov a,b mov r1,a dec r1 mov a,#10 movr1,a dec r1 mov a,minite mov b,#10 div ab mov r1,a dec r1 mov a,b mov r1,a dec r1 mov a,#10 movr1,a dec r1 mov a,second mov b,#10 div ab mov r1,a dec r1 mov a,b mov r1,a dec r1 ret int_t0: mov th0,#(6553

36、6-2000) / 256 mov tl0,#(65536-2000) mod 256 mov a,#dispbuf add a,dispbit mov r0,a mov a,r0 mov dptr,#table movc a,a+dptr mov p1,a mov a,dispbit mov dptr,#tab movc a,a+dptr mov p3,a inc dispbit mov a,dispbit cjne a,#08h,kna mov dispbit,#00h kna: inc t2scnta mov a,t2scnta cjne a,#100,done mov t2scnta,

37、#00h inc t2scntb mov a,t2scntb cjne a,#05h,done mov t2scntb,#00h inc second mov a,second cjne a,#60,next mov second,#00h inc minite mov a,minite cjne a,#60,next mov minite,#00h inc hour mov a,hour cjne a,#24,next mov hour,#00h next: lcall disp done: reti table: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh

38、,6fh,40h tab: db 0feh,0fdh,0fbh,0f7h,0efh,0dfh,0bfh,07fh end5.2.5定時(shí)器0中斷程序：void timer0() interrupt 1 if(p32=1) j=610; else j=10;th0=(65536-10001)/256; /重新初始化t0 tl0=(65536-10001)%256;t+; t0+; if(p2=0xdf) /如果數(shù)碼管顯示到第6個(gè)下一個(gè)顯示第1個(gè)數(shù)碼管 1101 1111 - 0111 1111 - 1111 1110 p2=0x7f;/秒分時(shí)計(jì)算 if(ss=60) /若ss為60，ss=0，同時(shí)mm+1 ss=00; mm+; if(mm=60) /若mm為60，mm=0，同時(shí)hh+1 mm=00; hh+; if(hh=24) /若hh為24，hh=0 hh=00;/數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，t=02時(shí)左移一位，并顯示那一位相應(yīng)的值 if(t0=2) t0=0; /p2循環(huán)左移一位 zy=p2; zy=_crol_(zy,1); p2=zy