【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作有兩種基本的形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。由于本次設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位，所以這里只介紹上電復(fù)位，如下圖 31 所示： 圖 31 單片機(jī)最小應(yīng) 用系統(tǒng)電路圖 上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位如上圖所示。上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。 一、七段 LED 顯示器的原理 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的設(shè)備，包括 LED、 LCD 等。 LED 顯示器由 11 若干個(gè)發(fā)光二極管組成。七段 LED 通常構(gòu)成字型“ 8”，還有一個(gè)發(fā)光二極管用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)。每段 LED 分別引出一個(gè)電極，電極的名為 a、 b、 c、 d、 e、d、 g、 dp，其中 dp是小數(shù)點(diǎn)段的引出電極。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)筆畫(huà)或一 個(gè)點(diǎn)就發(fā)光?？刂葡鄳?yīng)的二極管導(dǎo)通，就能顯示出對(duì)應(yīng)字符。 說(shuō)明：在該設(shè)計(jì)中，用單位的數(shù)碼管來(lái)顯示分隔符，其七段 LED 顯示器如圖 所示 圖 七段 LED 顯示器 二、動(dòng)態(tài)顯示 本設(shè)計(jì)共享了八位 LED 顯示器，因此采用動(dòng)態(tài)顯示方式。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮顯示器的各個(gè)位。對(duì)于顯示器的每一位而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然在同一時(shí)刻只有一位顯示器在工作，但由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余暉，我們看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)“顯示。顯示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間長(zhǎng)短 和時(shí)間間隔有關(guān)。 顯示器的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需要一個(gè) I/O 接口，稱(chēng)為掃描口或字位口，控制各位 LED 顯示器所顯示的字型也需要一個(gè) 8位接口，稱(chēng)為段數(shù)據(jù)口或字型口。 鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的，它是單片機(jī)最簡(jiǎn)單的輸入設(shè)備。通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令，就可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話(huà)。 12 一、按鍵的抖動(dòng)現(xiàn)象 按鍵就是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)。當(dāng)按鍵按下時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)按鍵松開(kāi)時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。按鍵在閉合和斷開(kāi)時(shí)，觸點(diǎn)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象。按鍵抖動(dòng)時(shí)間一般為 5ms～ 10ms，抖動(dòng)可能造成一次按鍵的多次 處理問(wèn)題。應(yīng)采取措施消除抖動(dòng)的影響。消除的方法很多，本設(shè)計(jì)采用軟件延時(shí)的方法來(lái)消除抖動(dòng)。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)先定時(shí)，然后再檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，若仍是閉合狀態(tài)則認(rèn)為真的有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放時(shí)，亦需要做同樣的處理。 二、按鍵電路 獨(dú)立式鍵盤(pán)的各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵獨(dú)立地與一根數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)（單片機(jī)并行接口或其它芯片的并行接口）連接。獨(dú)立式鍵盤(pán)配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根接口線(xiàn)，在按鍵數(shù)量不多時(shí)，接口線(xiàn)占用多。所以，獨(dú)立式按鍵常用于按鍵數(shù)量不多的場(chǎng)合。 該設(shè)計(jì)用了八個(gè)按鍵，來(lái)實(shí)現(xiàn)功能控 制。在運(yùn)行狀態(tài)下，按下按鍵，執(zhí)行相應(yīng)的功能。因此采用獨(dú)立式鍵盤(pán)方式，設(shè)計(jì)起來(lái)比較簡(jiǎn)單。各個(gè)按鍵的功能如圖 35所示 圖 35 鍵盤(pán)電路 第四章 軟件設(shè)計(jì) 在軟件設(shè)計(jì)中，整個(gè)程序的主框架是以定時(shí) 1s 計(jì)算的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘。定時(shí) 1s 的程序段，使用動(dòng)態(tài)顯示程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)，既完成了延時(shí)，也完成 13 了數(shù)字的顯示。在計(jì)算程序中，使對(duì)應(yīng)于時(shí)、分、秒的變化量按照 60進(jìn)制和24進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算，動(dòng)態(tài)顯示程序直接引用這些變量，達(dá)到顯示的數(shù)字也隨之不斷變化，即完成了電子鐘的功能。 其軟件功能模塊主要有鍵輸入程序、中斷程序、顯示程序，以及 延時(shí)程序。 需要說(shuō)明的是，這里設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)易的電子鐘，主要是用程序運(yùn)行來(lái)計(jì)算時(shí)間，這樣用程序來(lái)確定出 1s 的時(shí)間精度是很有限的，所以整個(gè)時(shí)鐘的精度不太高。 主程序的設(shè)計(jì) 在主程序中，需要對(duì) 8255 初始化，定義定時(shí)器 T0 的工作模式及賦初值，判斷時(shí)間是否計(jì)了 1s 鐘，然后更新顯示緩沖區(qū)里的內(nèi)容，并送到 8255 去顯示。最后還要讀取 8255 PC 口的按鍵值，根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的程序。下面是主程序框圖。 圖 41 電子鐘主程序框圖 定時(shí)中斷程序 定時(shí)器 T0中斷服務(wù)程序用來(lái)對(duì)定時(shí)器重新賦初值，對(duì)中斷程序執(zhí)行次數(shù)記錄的單元進(jìn)行加 1 操作。其程序框圖如下所示： 14 圖 定時(shí)中斷程序框圖 中斷服務(wù)程序中日歷的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，要考慮平年，閏年，特殊的二月，每月的天數(shù)也不盡相同。具體的邏輯判斷方法是：首先，要考 慮年份是不是閏年，閏年的判斷方法是：將年份除以 100，如果能整除，就將年份除以 400，N 24 小時(shí)到？ 分單元清零，時(shí)單元加1 N N N Y Y 時(shí)單元清零 時(shí)間顯示 中斷返回 開(kāi)始 一秒時(shí)間到？ 60 秒時(shí)間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 15 如果還能整除，就是閏年，如果不能，就是平年；如果不能被 100 整除，就判斷是否能被 4 整除，如果可以，則為閏年，若不能則為平年。只有二月與平、閏年相關(guān)，因此在閏年和平年的子程序中，要判斷是不是二月，若是則在相應(yīng)的年中進(jìn)行日期的增加，若不是則轉(zhuǎn)入平時(shí)的月份。其中 12月是每月 31天， 11月為每月 30天。本實(shí)驗(yàn)用 8個(gè)數(shù)碼管，剛好能顯示年，月，日，掃描顯示與時(shí)間的掃描顯示類(lèi)似。日歷進(jìn)位判斷流程如 圖 所示： 圖 日歷進(jìn)位判斷流程 圖 顯示子程序 年份能否被 100 整除 N Y 年份是否能被 4 整除 年份是否能被 400 整除 N N 平年 Y 是不是 2 月 是不是 2 月 Y 日 =28 之后返回為 1 N N Y 日 =29 之后返回為 1 若月份為 12月則調(diào)用 31 天的程序 若月份為 11 則調(diào)用 30 天的程序 16 一次只向數(shù)碼管發(fā)送一個(gè)段碼和選通一個(gè)數(shù)碼管，循環(huán) 8 次便可以完整的將 40H47H 顯示緩沖區(qū)里查表后的內(nèi)容顯示在 8 個(gè)數(shù)碼管上。該顯示子程序的框圖如下圖所示。 圖 時(shí)間顯示流程圖 4． 4 按鍵處理程序 按鍵處理是先檢測(cè)秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒(méi)有按下，就檢測(cè)分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒(méi)有按下，就檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下 ，時(shí)就加 1；如果沒(méi)有按下，就把時(shí)間顯示出來(lái)。流程圖如下圖所示。 時(shí)十位計(jì)算顯示 結(jié)束 開(kāi)始 秒個(gè)位計(jì)算顯示 秒十位計(jì)算顯示 分個(gè)位計(jì)算顯示 分十位計(jì)算顯示 時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示 17 圖 按鍵處理程序框圖 圖 鍵掃子程序流程框圖 N Y N Y N Y 時(shí)加 1 顯示時(shí)間 結(jié)束 開(kāi)始 秒按鍵按下？ 秒加 1 分按鍵按下？ 分加 1 時(shí)按鍵按下？ 保存鍵值 （ A 中 ）結(jié) 束開(kāi) 始有鍵閉合調(diào)顯示子程序延時(shí)去抖動(dòng)有鍵