基于51單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-14 14:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從高到低順序排列連接到并行接口各位相連，當(dāng)作為共陰極接法時(shí)高電平有效。②共陽(yáng)極接法：將多只LED的陽(yáng)極連接在一起即為共陽(yáng)式，共陽(yáng)式與共陰極不同共陽(yáng)極低電平有效，但是在顯示時(shí)對(duì)于共陽(yáng)極接法，會(huì)是數(shù)碼管在不需要工作時(shí)依然工作，所以在使用數(shù)碼管時(shí)，一般采用共陰極接法 LED顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式 ①靜態(tài)顯示：靜態(tài)顯示占用 CPU 時(shí)間短，顯示簡(jiǎn)單、穩(wěn) 定，但當(dāng)顯示位數(shù)較多 時(shí)，占用接口資源多。 動(dòng)態(tài)顯示接口電路較簡(jiǎn)單，但占用 CPU 時(shí)間， 顯示亮度較靜態(tài)顯示差， 一般說(shuō)，顯示位數(shù)較多時(shí)，采用 動(dòng)態(tài)或串并轉(zhuǎn)換；顯示位數(shù)較少時(shí)，采用靜態(tài)顯示方式。選用共陰極 LED，將共陰極點(diǎn)連接在一起接地，每一位的段選線與一個(gè)8位并行口相 連，只要將要顯示的字符的字型碼送至并行口鎖存，LED顯示器上便立即顯示出該字符，直到 CPU 送來(lái)一個(gè)新的字型碼為止，由于靜態(tài)顯示每位數(shù)碼管均 有獨(dú)立的段選碼，耗電量大，硬件多。②動(dòng)態(tài)顯示：將各位數(shù)碼管的段并聯(lián)接在一起，由 P1 口控制（字型口） ，每一個(gè)數(shù)碼管的共陰極（共陽(yáng)極）接到 、 作為 位選信號(hào)。雖說(shuō)要顯示的字型碼通過(guò) P1 口同時(shí)送到了每一個(gè)數(shù)碼管，但它們不 會(huì)同時(shí)顯示同一個(gè)字符，只有控制共陰極（共陽(yáng)極）的位選信號(hào)有效時(shí)，對(duì)應(yīng)的 數(shù)碼管才會(huì)顯示相應(yīng)字符。這種由字型口控制要顯示字符的字形碼，依此循環(huán)選 通每位數(shù)碼管的位選信號(hào)就得到了動(dòng)態(tài)顯示效果。 它主要是利用人眼的視覺(jué)暫留 特性及數(shù)碼管得余光特性，看上去似乎是多位數(shù)碼管同時(shí)顯示。是當(dāng)顯示位數(shù)較 多時(shí)，節(jié)省硬件，接口電路簡(jiǎn)單，但顯示占用 CPU 時(shí)間。 T0用于計(jì)時(shí)，選中方式一，重復(fù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間設(shè)為50ms，定時(shí)時(shí)間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)50ms計(jì)數(shù)，計(jì)20次則對(duì)秒單元加一。秒單元加到60則對(duì)分單元加一，同時(shí)秒單元清0；分單元加到60則對(duì)時(shí)單元加一，同時(shí)分單元清0；時(shí)單元加到24則對(duì)時(shí)單元清0，標(biāo)志一天時(shí)間計(jì)滿。在對(duì)各單元計(jì)數(shù)的同時(shí)，把他們的值放到存儲(chǔ)器單元的指定位置。 74LS138譯碼器對(duì)3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到8個(gè)輸出狀態(tài)。G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B低電平有效。G1高電平有效。A,B,C為譯碼信號(hào)輸出端，Y0~Y7為譯碼輸出端，低電平有效。本實(shí)驗(yàn)中用作位碼譯碼器選擇通過(guò)A、B、C的輸入來(lái)選擇輸出Y0~Y7，從而使得在數(shù)碼管上顯示出相應(yīng)的時(shí)間。 74LS47芯片 74LS47芯片主要作為段碼譯碼器，把用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，然后我們就能看到從09的數(shù)字，通過(guò)A、B、C、D四個(gè)選擇輸入端來(lái)組合相應(yīng)的BCD碼，來(lái)使輸出09的數(shù)字顯示于數(shù)碼管。定義三個(gè)按鍵時(shí)按鍵，分按鍵，加1鍵，、保證芯片的正常工作，同時(shí)加上了限流電阻。每個(gè)按鍵都是相互獨(dú)立的，在使用按鍵進(jìn)行調(diào)時(shí)間時(shí)，由于每個(gè)按鍵占用了一條I/O接口線，按鍵之間不會(huì)相互影響，按鍵工作以高、低電平狀態(tài)，通過(guò)采用8051單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編程，軟件控制操作，在按鍵控制時(shí)，沒(méi)有按鍵按下則時(shí)鐘正常走下去，當(dāng)時(shí)按下時(shí)加1到24時(shí)時(shí)進(jìn)行清零，分按下時(shí)加1到60時(shí)進(jìn)行清零，正常工作時(shí)，分和秒運(yùn)行到59時(shí)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)為00，然后在順序執(zhí)行。五、電子時(shí)鐘的軟件部分將程序以模塊方式分割成具有相應(yīng)功能的子程序，根據(jù)系統(tǒng)功能，合理安排主程序任務(wù)，中斷服務(wù)程序任務(wù)，程序有兩個(gè)分支：參數(shù)整定及時(shí)鐘運(yùn)行 。程序流程圖：時(shí)鐘電路工作工作原理： 電子時(shí)鐘各部分連接完畢后，接通電源，整個(gè)電路進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，然后對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)試狀態(tài)，通過(guò)按鍵操作和軟件程序的配合使用，達(dá)到時(shí)間的調(diào)整和設(shè)定，硬件電路完成后，通過(guò)匯編語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序，存儲(chǔ)于8051單片機(jī)的ROM中，通過(guò)對(duì)CPU的調(diào)用，讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)中斷，計(jì)時(shí)，加1等指令。晶振產(chǎn)生一個(gè)頻率脈沖，系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。在整個(gè)電子時(shí)鐘電路中單片機(jī)主要分配各部分的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)位碼段碼的選擇，以及數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)值，達(dá)到一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的控制要求，控制時(shí)、分、秒各自的加1與程序循環(huán)達(dá)到一天24小時(shí)的計(jì)時(shí)。六、總結(jié)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間整理資料，把課程設(shè)計(jì)分成了硬件和軟件兩大模塊來(lái)完成電子時(shí)鐘電路。硬件部分主要涉及的是簡(jiǎn)單的按鍵、電容、電阻、晶振和數(shù)碼管。在軟件部分，細(xì)分為了按鍵模塊、顯示模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊，最后把幾個(gè)模塊整合在主程序模塊中，使得程序簡(jiǎn)單明了。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題是軟件的編寫，由于采用的是匯編語(yǔ)言其間使用到的各種寄存器、存儲(chǔ)器地址、變量很多，很難對(duì)程序的整體把握。通過(guò)電子鐘的設(shè)計(jì)，對(duì)單片機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、外圍電路進(jìn)一步的了解。 通過(guò)對(duì)電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，使本組同學(xué)把單片機(jī)應(yīng)用于實(shí)際生活當(dāng)中，讓我們感覺(jué)到單片機(jī)的應(yīng)用廣泛，經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我們更加清晰的了解單片機(jī)，同時(shí)也鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，也是讓我們能力的一種提升。七、參考文獻(xiàn)[1]《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》王豐 欒學(xué)德 ，北京航空航天大學(xué)出版社，2007。[3]《電子技術(shù)》劉阿玲 北京理工大學(xué)出版社，2009八、附錄 附錄一 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)電路圖附錄二 時(shí)鐘電路控制程序圖 ORG 00H 主程序起始地址 JMP START 主程序START ORG 0BH 定時(shí)器T0中斷起始地址 JMP TIM0 定時(shí)器T0中斷子程序TIM0START: MOV SP,70H 設(shè)置堆棧指針 MOV 28H,00 設(shè)置顯示位數(shù)掃描指針初值為0 MOV 2AH,12H 設(shè)置時(shí)鐘顯示寄存器初值為12H MOV 2BH,00 設(shè)置分鐘顯示寄存器初值為00H
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