【文章內(nèi)容簡介】 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 14 表 31 P3端口引腳兼用功能表 LED 顯示電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器、 CRT顯示器等。 LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下圖所示。 P3引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0 輸入 (T0) 定時 器 1 輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 15 圖 32 LED顯示器的符號圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以 單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式 LED 顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（ LED 數(shù)碼管）由 7條線段圍成 8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。 LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和符號 . 圖 33 共陽式、共陰式 LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖 顯示電路 顯示模塊需要實時顯示當前的時間 ,即時、分、秒，因此需要 6 個數(shù)碼管，另需兩個數(shù)碼管來顯示橫 。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數(shù)碼管，秒的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。 LED 顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位 LED顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 34 數(shù)碼管的硬件連接示意圖 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色 決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA 數(shù)碼管使用注意事項說明： （１）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角； （２）焊接溫度：２６０度；焊接時間：５Ｓ （３）表面有保護膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。 鍵盤控制電路 該設計需要校對時間，所以用三個按鍵來實現(xiàn)。按 hour 來調(diào)節(jié)小時的時間，按 minute來調(diào)節(jié)分針的時間，按 sceond 來調(diào)節(jié)秒的時間。下圖是按鍵硬件連接圖。 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 17 圖 35 按鍵控制電路的硬件連接圖 當用手按下一個鍵時，如圖 36 所示，往往按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個鍵時，也回會出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動。抖動的持續(xù)時間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通常總是不大于 10ms。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。用軟件方法可以很容易地解決抖動問題，這就是通過延遲10ms 來等待抖動消失，這之后，在讀入鍵盤碼。 圖 36 按鍵抖動信號波形 鍵按下 前沿抖動 后沿抖動 閉合 穩(wěn)定 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 18 第 三 章 數(shù)字鐘的軟件設計 系統(tǒng)的軟 件設計也是工具系統(tǒng)功能的設計。單片機軟件的設計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設計和監(jiān)控軟件的設計。單片機的軟件設計通常要考慮以下幾個方面的問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設計、實行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； （ 3）建立正確的數(shù)學模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； （ 4）繪制程序流程圖； （ 5）合理分配系統(tǒng)資源 ； （ 6）為程 序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程； （ 7）注意軟件的抗干擾設計，提高系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件設計流程圖 這次的數(shù)字電子鐘設計用到很多子程序，它們的流程圖如下所示。 主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。 圖 41 主程序流程圖 按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒有按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加 1； 如果沒有按下，就把時間顯示出來。 開始 啟動定時器 按鍵檢測 時間顯示 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 42 按鍵處理流程圖 N Y N Y N Y hour 加 1 顯示時間 結(jié)束 開始 sceond 按鍵按下？ sceond 加 1 minute 按鍵按下？ minute 加 1 hour 按鍵按下？ XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 20 定時器中斷時是先檢測 1秒是否到， 1秒如果到，秒單元就加 1；如果沒到，就檢測 1分鐘是否到， 1分鐘如果到，分單元就加 1；如果沒到，就檢測 1小時是否到， 1小時如果到，時單元就加 1，如果沒到，就顯示時間。 N 24 小時到？ 分單元清零，時單元加 1 N N N Y Y 時單元清零 時間顯示 中斷返回 開始 一秒時間到？ 60 秒時間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 43 定時器中斷流程圖 時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計 算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。 圖 44 時間顯示流程圖 時十位計算顯示 結(jié)束 開始 秒個位計算顯示 秒十位計算顯示 分個位計算顯示 分十位計算顯示 時個位計算顯示 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 22 數(shù)字鐘的原理圖 用 PROTUES 軟件，根據(jù)要求畫出數(shù)字電子鐘的原理圖如下所示。 圖 45 數(shù)字鐘的原理圖 在此有必要介紹一下數(shù)字電子鐘的工作原理。 工作原理 ： 數(shù)字電子鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為 24 小時，顯示滿刻度為 23 時 59 分 59秒，另外還有校時功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時”，“分”，“秒”和單片機，還有校時電路組成。 8 個數(shù)碼管的段選接到單片機的 P0 口，位選接到單片機的 P2口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標準秒信號送入“秒單元”，“秒單元”采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時鐘脈沖?！胺謫卧币膊捎?60 進制計數(shù)器，每累計 60 分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時單元”?！皶r單元”采用 24 進制計時器，可實現(xiàn)對一天 24 小時的累計。顯示電路 將“時”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整，XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 23 校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整，按一下 second,秒單元就加 1 ，按一下 minute,分就加 1，按一下 hour，時就加 1。 中斷 子程序 timer0 (void) interrupt 1 using 1 { u++。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 } 延時 程序 void delay() { unsigned int time,p。 for(time=30。time0。time) for(p=0。p10。p++)。 } 主程序 和 定時器 中斷 子程序 include char mod[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 char sceond,minute,hour,i,k,l,j,x,y。 int u。 sbit P1_0=P1^0。 sbit P1_1=P1^1。 sbit P1_2=P1^2。 void main() { TMOD=0x01。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 EA=1。 ET0=1。 TR0=1。 do { kongzhi()。 xianshi()。 } while(1)。 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 24 } 在這里，我們有必要介紹一下單片機的中斷系統(tǒng)，以利于我們的學習。 中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機 CPU 的效率，也可以對突發(fā)事件處理。所謂中斷就是當 CPU 正在執(zhí)行程序 A 時，發(fā)生了另一個急需處理的事件 B，這是 CPU 暫停當前執(zhí)行的程序 A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件 B的程序，處理完事件 B后，再返回到程序 A繼續(xù)執(zhí)行，這個過程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下列幾個名詞：（ 1）程序 A 稱為主程序，（ 2）處理事件 B 的程序稱為中斷服務程序，（ 3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務程序的地方稱為斷點，（ 4）引起中斷的原因即事件 B稱為中斷源，（ 5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務程序稱為中斷響應。關(guān)于中斷的概念可以打個如下的比喻。領(lǐng)導（ CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設）有問題打電話來請示（中斷源）， 領(lǐng)導停下正在進行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務程序），指示完后，領(lǐng)導掛斷電話，繼續(xù)做自己的工作（返回主程序繼續(xù)執(zhí)行）。 中斷是一個過程，當中央處理器 CPU 在處理某件事情時，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請求 CPU 暫停當前的工作而去迅速處理該緊急事件。處理結(jié)束后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。 單片機一般允許有多個中斷源，當幾個中斷源同時向 CPU 請求中斷時，就存在 CPU 優(yōu)先響應哪一個中斷請求源的問題（優(yōu)先級問題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊， 優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請求，于是便規(guī)定每一個中斷源都有一個中斷優(yōu)先級別，并且 CPU 總是響應級別最高的中斷請求。 當 CPU正在處理一個中斷源請求的時候，又發(fā)生了另一個優(yōu)先級比它高的中斷源請求，如果 CPU 能夠暫時中止對原來中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級更高的中斷源請求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來的低級中斷處理程序，這樣的過程稱為中斷嵌套 。 LED 顯示子程序 void xianshi() { if(u==20) { u=0。 sceond++。 while(sceond==60) { sceond=0。 minute++。 if(minute==60) { minute=0。 hour++ 。 XXXX職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 25 if(hour==24) {