【文章內容簡介】 O方式或選通I/O方式。C口可工作于基本I/O方式，也可作為A口、B口在選通工作方式時的狀態(tài)控制信號線。當C口作為狀態(tài)控制信號時，其每位線的作用如下：PC0：AINTR（A口中斷請求線）PC1：ABF（A口緩沖器滿信號）PC2：（A口選通信號）PC3：BINTR（B口中斷請求線）PC4：BBF（B口緩沖器滿信號）PC5：（B口選通信號）8155芯片的I/O工作方式選擇是通過對8155芯片內部命令寄存器設定控制字實現(xiàn)的。命令寄存器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如圖616所示。在ALT1～ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下：ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。ALT2：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸出方式。ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3～PC5為輸出。ALT4：A口、B口為選通輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3為BINTR，PC4為BBF，PC5為。8155芯片命令寄存器的格式如圖37所示。8155芯片內還有一個狀態(tài)寄存器，用于鎖存輸入/輸出口和定時/計數(shù)器的當前狀態(tài)，供CPU查詢用。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低8位也是00H，狀態(tài)寄存器的內容只能讀出不能寫入。所以可以認為8155芯片的I/O口地址00H是命令/狀態(tài)寄存器，對其寫入時作為命令寄存器；而對其讀出時，則作為狀態(tài)寄存器。8155芯片狀態(tài)寄存器的格式如圖38所示。圖37 8155芯片命令寄存器的格式圖38 8155芯片狀態(tài)寄存器的格式 8155芯片與51單片機接口8155芯片與51單片機接口如圖39所示圖39 8155芯片與51單片機接口 顯示模塊根據(jù)硬件電路要求，本次數(shù)字電子時鐘設計決定采用6位數(shù)碼管作為顯示模塊。 數(shù)碼管簡介圖310 數(shù)碼管字樣LED數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數(shù)點就是8個。如圖310。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個“2”字，那么應當是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，電流不超過30mA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、A、B、C、D、E、F。 數(shù)碼管結構及工作原理LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等。本次設計將采用如圖311所示的6位數(shù)碼管作為顯示模塊。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。例如圖312是4位8段共陰極數(shù)碼管的內部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。圖312 4位8段數(shù)碼管的連接圖311 6位8段數(shù)碼管 數(shù)碼管分類 從控制方式上分：分為內控方式（內部有單片機，通電自動變色）和外控方式（需要外接控制器才能變色）。 從變化方式上分：分為固定色彩的和七彩、全彩的；固定色彩的是用來勾輪廓的，全彩的可以勾輪廓，也可以組成管屏顯示文字、視頻等。 從尺寸上分：有D50的、D30的，D50和D30表示直徑。 從內部可控性上分：有1米6段的，有1米8段的和1米12段、1米16段、1米32段的。也就是1米的管子內有幾段可以獨立受控；1米段數(shù)越多，做視頻的效果越好。如果密度低，或者做些追逐效果，做1米6段也就可以了。 從LED數(shù)量上分：有1米96顆燈的，有1米144顆燈的；燈越多效果越好。一般做全彩的都是用1米144顆燈的。 從供電上分：分為高壓供電(直接220V供電)和低壓供電(12v供電，220v電源需要加開關電源轉換)；一般選擇低壓供電的，比較可靠穩(wěn)定，高壓供電的容易燒毀。 按像素點分：一米16段燈管 就是1米的燈管有16個像素點。一般有6段數(shù)碼管、8段數(shù)碼管、12段數(shù)碼管、16段數(shù)碼管、32段數(shù)碼管等，16段的比較多。如6段數(shù)碼管一般使用在輪廓項目上。 數(shù)碼管光源的優(yōu)缺點總的來說，LED光源的來源有兩種做法：一種是使用傳統(tǒng)小功率LED作組合，一般多達上百顆甚至數(shù)百顆，電源設計復雜。另一種是使用大功率管作光源，價格比較貴。兩種方法都不可避免地要將散熱設計和工作可靠性作為主要設計考慮因素，國內多應用于政府示范性工程，真正市場化運作的工程很少，國外這方面的應用實例較多，但其最大的缺點依然是可靠性、出光流明數(shù)和價格，很多工程由于LED品質低劣，沒有很好地表現(xiàn)出壽命長的優(yōu)點。還有，從成本、市場的角度考慮，LED作為照明光源，其是否與太陽能結合使用，在設計上需要走不同的路線，并不是單獨作為一種光源來開發(fā)就能完成的。 74LS07模塊 74LS07簡介74LS07是集電極開路六正相高壓驅動器。使用時需接上拉電阻從而使末級驅動管正常工作。阻值不能太小，手冊規(guī)定最大的電流不能超過規(guī)定值，一般1mA多。 74LS07引腳圖圖313 74LS07引腳圖如圖313所示 74LS07真值表如圖314所示輸入輸出AYHHLL圖314 74LS07真值表 74LS07邏輯圖如圖315所示圖315 74LS07邏輯表 矩陣鍵盤模塊矩陣鍵盤是為了當鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，將按鍵排列成矩陣形式，如圖316所示。圖316 矩陣鍵盤 矩陣鍵盤的工作原理在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構成44=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式結構的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，如圖317所示，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。圖317 矩陣鍵盤接法第4章 數(shù)字電子時鐘軟件電路設計 系統(tǒng)軟件設計流程圖 主程序流程主程序上可分為啟動定時器、按鍵檢測、時間顯示三個部分。如圖41開始啟動定時器按鍵檢測時間顯示圖41 主程序流程圖 按鍵處理流程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。如圖42 定時器中斷流程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。如圖43 時間顯示流程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。NYNYNYhour加1顯示時間結束開始sceond按鍵按sceond加1minute按鍵按minute加1hour按鍵按下圖42 按鍵處理流程圖N24小時到分單元清零，時單元加1NNNYY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1YY圖43 定時器中斷流程圖