【文章內(nèi)容簡介】 實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。 LED數(shù)碼管電路設計本設計主要采用8位LED數(shù)碼管顯示，與單片機的I\O口連接，但是單片機的I\O口電流有限，只有幾毫安，但是數(shù)碼管的驅(qū)動電流要幾十毫安到幾百毫安，所以在實驗中選擇了單片機74LS245和單片機74LS138進行驅(qū)動和段選。 單片機74LS245介紹和電路設計74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)，還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當單片機AT89SC52單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收）DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入（←D1），其它時間處于輸出（→D1）。通過單片機74LS245來擴大電流輸出來給數(shù)碼管進行驅(qū)動，電路設計如圖37：圖37 74LS245電路設計 譯碼器74LS138介紹和電路設計74LS138為3線到8線譯碼器，共有54LS138和74LS138兩種線路結構模式。當一個選通端（E1）為高電平，另兩個選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時，可將地址端（A0、AA2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=110時，則Y6輸出端輸出低電平信號。利用 EE2和E3可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。可用在8086的譯碼電路中，擴展內(nèi)存。因為本設計采用的8位數(shù)碼管為共陰極數(shù)碼管，單片機74LS138的I\O口輸出是低電平，所以單片機和數(shù)碼管可以配合在一起使用，來完成數(shù)碼管的段選。它的電路設計如圖37：圖38單片機74LS138電路設計 報警模塊本設計在倒計時時間到的時候為了提醒用戶而采用的聲光報警，電路主要有一個蜂鳴器、一個三極管組成，報警器報警，指示燈點亮。如圖36：圖39 聲光報警電路設計第4章 軟件程序設計 Keil軟件介紹圖41 Keil軟件2009年2月發(fā)布Keil uVision4，Keil uVision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺監(jiān)視器。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口，提供一個整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開發(fā)環(huán)境RealView MDK開發(fā)工具中集成了最新版本的Keil uVision4，其編譯器、調(diào)試工具實現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。最新的Keil uVision4 IDE，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。uVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。uVision4在μVision3 IDE的基礎上，增加了更多大眾化的功能。 多顯示器和靈活的窗口管理系統(tǒng) 系統(tǒng)瀏覽器窗口的顯示設備外設寄存器信息調(diào)試還原視圖，創(chuàng)建并保存多個調(diào)試窗口布局， 多項目工作區(qū)簡化與眾多的項目 軟件程序流程圖主程序開始初始化變量初始化定時器顯示子函數(shù)鍵盤子函數(shù)判斷鍵盤是否按下報警器報警、指示燈閃亮啟動\停止倒計時中斷1中斷2定時器中斷圖42 軟件流程圖系統(tǒng)中設置了五個按鍵,當程序掃描到“復位”鍵時,單片機重新讀入撥碼盤數(shù)據(jù),意即新的一輪計時開始,當程序掃描到“走”鍵時,若原計時停止,則啟動計時,否則無效,同樣,當程序掃描到“?！辨I時,若原計時已啟動,則停止計時,否則無效。對于本系統(tǒng)來說,秒計時的準確性和主從機的通信的可靠性是程序的關鍵,以下分別對這兩個程序的設計進行描述。在硬件電路中因未設計硬件計時功能,秒的產(chǎn)生只有依靠軟件來完成。本系統(tǒng)中采用系統(tǒng)定時P計數(shù)器T0 來產(chǎn)生。最大定時時間計算方法如下:TMAX = 216 12foscs ,其中fosc 為系統(tǒng)時鐘頻率,本系統(tǒng)中的時鐘頻率為1110592MHz , 經(jīng)計算TMAX 為7111ms ,為了計算的方便,取TMAX = 50ms ,軟件計數(shù)至20 次為1s。第5章 系統(tǒng)調(diào)試本次倒計時定時器設計包括硬件電路設計和軟件設計，軟件主要是通過C語言進行編程，將程序編輯編譯完成后，將生成的hex文件通過串口下載軟件下載到STC89C52單片機芯片中去。通過Proteus軟件進行仿真，實驗過程中仿真可以正常運行，但是總是比現(xiàn)實顯示的時間慢，而且報警的時候聲音也是一卡一卡的，檢查各個端口也沒有發(fā)現(xiàn)問題，通過與老師的溝通，覺得是Proteus軟件的問題，結果還是很好的完成了仿真的工作。如下圖所示：圖51 時間顯示模式仿真圖圖52 倒計時模式仿真圖硬件設計首先檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤后通電檢查數(shù)碼管的點亮狀況。至于鍵盤的調(diào)試，關鍵是把握好按鍵的去抖效果。當出現(xiàn)按鍵“不靈”情況，一般是由于程序中用于按鍵去抖的延時時間不夠。在進行LED數(shù)碼管焊接的時候，也出現(xiàn)的點問題，因為任務書要求的是8位數(shù)碼管，做板子的時候是兩個四位的連在一起，數(shù)碼管引腳就比較混亂，做過了一個板子但是沒有正常工作，經(jīng)過了一些調(diào)試還是沒有顯示出來時間，決定直接買了一個數(shù)碼管模塊，直接與單片機的幾個引腳連接就可以完成實驗要求的功能，最后連接一起通電試了試，可以完成現(xiàn)在的要求，雖然板子有點簡陋看起來有點省事，但是過程還是學到了不少的東西。不過現(xiàn)在還有個問題就是誤差有點大，準備弄得更加精確。圖53 硬件時間顯示狀態(tài)圖54 硬件倒計時狀態(tài)系統(tǒng)開始調(diào)試，通電后數(shù)碼管顯示時間，在通過鍵盤進行時間的調(diào)整和工作模式的選擇，下表是對系統(tǒng)倒計時時間的測試結果?，F(xiàn)實時間實驗時間誤差5分鐘4分55秒5秒10分鐘9分43秒17秒15分鐘14分18秒42秒表1 系統(tǒng)倒計時時間測試表誤差分析：本設計的計時和倒計時功能主要是通過單片機內(nèi)部的計時器來完成，而且程序設計也使用的延時語句，不可避免的會出現(xiàn)一些誤差。但是本設計的時間顯示的誤差很小，倒計時時間越長誤差就越大，電路板也已經(jīng)從手焊的換成印制板，還在尋找原因。 25結 論 結 論本文主要先對核心芯片做了個概述，并且簡單的介紹了各個管腳的功能，闡述了設計要求、選擇的方案以及最后能夠完成的功能。然后通過硬件和軟件部分的介紹，詳細的說明了我做畢設的步驟以及各個部分的選擇，如何實現(xiàn)的，用什么軟件實現(xiàn)的，最后列出了實驗的誤差以及PCB、原理圖等等的實驗過程。雖然畢業(yè)設計可以完成實驗要求，但是這僅僅是一小部分，還有很多問題沒有解決，硬件設計的過于簡單，導致了誤差的出現(xiàn)，這都是我以后要努力地方向。從這次畢業(yè)論文設計中，無論對于單片機還是定時器，都進一步清晰了設計概念、學習了專業(yè)理論、掌握了芯片知識，而且還增長了實踐經(jīng)驗，提高了認知水平，促進了自學能力。從諸多方面獲得了很大的收益。26參考文獻參考文獻[1] ，2010[2]　 孫景琪， ，2010[3] 徐士良， ，2010[4] 劉明亮， ，2011[5] 王劃一， ，2010[6] 鄭步生，吳渭．Multisim200l電路設計及仿真入門與應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002[7] 樓然苗，李光飛．51系列單片機設計實例[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2003[8] 梁純，王軍．基于MCS一51單片機的LED點陣圖文顯示屏設計[J]．工礦自動化，2005(6)[9]夏路易、石宗義編著 電路原理圖與電路板設計教程 北京希望電子出版社 2002[10]吳國經(jīng)主編 單片機應用技術 中國電力出版社 2004[11]徐泳龍主編 單片機原理及應用 機械工業(yè)出版社 200427附 錄附 錄附錄1 主程序includeinclude // DS1302的驅(qū)動頭文件define uchar unsigned chardefine uint unsigned int// 設置模式選擇sbit key1=P1^3。// +sbit key2=P1^4。// sbit key3=P1^5。// 系統(tǒng)工作模式選擇sbit key4=P1^6。// 倒計時開始/停止sbit key5=P1^7。// 報