【文章內(nèi)容簡介】 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 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(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)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 34 圖所示。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 abfcgdeDPY[LEDgn]1234567abcdefg 圖 34 LED 顯示器的符號圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)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(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)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 [5]。 D1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDa b c d e f gD1LEDD2LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDV C CabfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefg共陰極數(shù)碼管共陽極數(shù)碼管 圖 35 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(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間 ， 即時(shí)、分、秒，因此需要 6 個(gè) 數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來顯示橫。采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如下圖所示，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)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(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對于多位 LED 顯示器 ，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示。 數(shù)碼管使用條件： （ 1） 段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （ 2） 使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 。 （ 3） 使用電流： 靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 4~5mA 峰值電流 100mA。 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明： （ 1） 數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引腳 ； （ 2） 焊接溫度： 260 度；焊接時(shí)間： 5s； （ 3） 表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品，可以在使用 前撕下來。 鍵盤控制電路 該設(shè)計(jì)需要校對時(shí)間，所以用三個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)。按 hourk 來調(diào)節(jié)小時(shí)的時(shí)間，按 mink 來調(diào)節(jié)分針的時(shí)間，按 seck 來調(diào)節(jié) 秒的時(shí)間。下圖是按鍵硬件連接圖。 S1 S W P BS2 S W P BS3 S W P BP 3 .7 / R D17P 3 .6 / W R16P 3 .5 / T 115P 3 .4 / T 014P 3 .3 / I N T 113P 3 .2 / I N T 012P 3 .1 / T X D11P 3 .0 / R X D10P 2 .7 / A 1528P 2 .6 / A 1427P 2 .5 / A 1326P 2 .4 / A 1225P 2 .3 / A 1124P 2 .2 / A 1023P 2 .1 / A 9 22P 2 .0 / A 8 21P 0 .1 / A D 138P 0 .6 / A D 633P 0 .5 / A D 534P 0 .4 / A D 435P 0 .3 / A D 336P 0 .2 / A D 237P 0 .0 / A D 039V C C40P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78A L E / P R O G30P S E N29P 0 .7 / A D 732X T A L 119X T A L 218R S T9GND20E A / V P P31A T 8 9 S 51 圖 36 按鍵控制電路的硬件連接圖 當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，如圖 37 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(gè)鍵時(shí)，也回會出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間隨鍵盤材料和操作員而異，不過通?？偸遣淮笥?10ms。很容易想到，抖動(dòng)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(dòng)問題，這就是通過延遲 10ms 來等待抖動(dòng)消失，這之后，在讀入鍵盤碼 [6]。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 37 按鍵抖動(dòng)信號波形 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 4 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟 件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下 幾個(gè)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(gè)相對獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)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(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)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(xué)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(shí)施軟件工程； （ 7） 注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 數(shù)字鐘的工作原理 數(shù)字鐘 工作原理 為 ： 數(shù)字電子鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”、“分”、 “秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為 24 小時(shí)，顯示滿刻度為 23 時(shí) 59 分 59 秒， 另外還有校時(shí)功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時(shí)”、“分”、 “秒”和單片機(jī)，還有校時(shí)電路組成。 8 個(gè)數(shù)碼管的段選接到單片機(jī)的 P0 口，位選接到單片機(jī)的 P2 口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒單元” 。 采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時(shí)鐘脈沖。“分單元”也采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號，該信號將被送到“時(shí)單元”。“時(shí)單元”采用 24 進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對一天 24 小時(shí)的累計(jì)。顯示電路將“時(shí)”、“分”、 “秒”通過七段顯示器顯示出 來。校時(shí)電路時(shí)用來對“時(shí)”、“分”、 “秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整，按一下 seck ， 秒單元就加 1 ，按一下 mink ，分就加 1，按一下 hourk ，時(shí)就加 1[7]。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用到很多子程序，它們的流程圖 41 所示。 主程序是先開始，然后啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器啟動(dòng)后在進(jìn)行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時(shí)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(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下，時(shí)就加 1；如果沒有按下，就 把時(shí)間顯示出來 [8]。 啟動(dòng)定時(shí)器 按鍵檢測 時(shí)間顯示 開始 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 42 按鍵處理流程圖 定時(shí)器中斷時(shí)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(shí)是否到， 1 小時(shí)如果到，時(shí)單元就加 1，如果沒到，就顯示時(shí)間。 開始 秒按鍵按下 秒加 1 結(jié)束 時(shí)按鍵按下 分按鍵按下 時(shí)加 1 時(shí)間顯示 分加 1 是 是 是 否 否 否 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 43 定時(shí)器中斷流程圖 時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示， 最后是時(shí)十位 計(jì)算 顯示。 開始 秒單元加 1 1秒時(shí)間到 60分鐘到 60秒時(shí)間到 24 小時(shí)到 秒單元清零，分單元加 1 時(shí)間顯示 分單元清零，時(shí)單元加 1 時(shí)單元清零 中斷返回 是 否 是 否 是 是 否 否 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 44 時(shí)間顯示流程圖 程序設(shè)計(jì)步驟 在程序設(shè)計(jì)過程中，我遇到了很多困難，這部分也是讓我學(xué)到很多東西的地方。 首先，我學(xué)習(xí)了定時(shí)器的相關(guān)知識，計(jì)數(shù)器的使用是很重要的組成部分，在這個(gè)設(shè)計(jì)中選擇計(jì)數(shù)器 T0。 T0 的工作方式有： 方式 0： 13 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 不推薦 ； 方式 1： 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，常用 ； 方式 2：常數(shù) 自動(dòng)重裝初值的 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ； 方式 3： T0 相當(dāng)于兩個(gè)獨(dú)立的 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 。 此程序采用方式 1，方式 1 的定時(shí)時(shí) 間 t 為 o scfXt 12)6 5 5 3 6( ??? 。其中 X 為定時(shí)器初值， fosc 為 12MHz，若 X 為 0 則 5 3 )1012(126 5 5 3 6 6 ????t ms。因此可取 50ms為計(jì)時(shí)單位，初值 X 應(yīng)為 X??? 655331050 3 。 X=15536=11110010110000=3CB0。即定時(shí)器初值為 TH0=03CH， TL0=0B0H。定時(shí)器中斷 20 次為一秒，這部分在中斷程序中用到 [9]。 其次，我參看了文獻(xiàn)中的設(shè)計(jì)思路， 再進(jìn)行具體的程序書寫工作。認(rèn)真學(xué)習(xí)了教科書中關(guān)于 C 語言編程的問題，熟悉了 C 語言 的編程方法和語法習(xí)慣。 第三步就是進(jìn)行具體的程序編寫工作。 開始 秒個(gè)位計(jì)算顯示 結(jié)束 時(shí)十位計(jì)算顯示 秒十位計(jì)算顯示 分個(gè)位計(jì)算顯示 分時(shí)位計(jì)算顯示 時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 程序編寫 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要 可分為主程序、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、時(shí)間調(diào)整程序、延時(shí)程序四大模塊， 具體程序見附錄 三 。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 5 結(jié)束語 我在這一次單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，很是受益匪淺。 通過對自己在大學(xué) 四 年時(shí)間里所學(xué)的 知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及 書面表達(dá)能力， 最終完成了。這 為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn) 。撰寫論文的過程 也是專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程 ，它使我 運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識， 對其 進(jìn)行 設(shè)計(jì) ，分析和解決 一個(gè)理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng) 了我 運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力 。 通過這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn) ， 只有理論 水平提高了； 才能夠 將 課本知識 與 實(shí)踐相 整合，理論知識 服務(wù)于教學(xué)實(shí)踐， 以增強(qiáng)自己的動(dòng)手 能力 。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn) 。通過這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。 我們的 學(xué)習(xí)不但要 立足于 書本 ，以解決 理論和實(shí)際 教學(xué)中的實(shí)際問題為目的， 還要以 實(shí)踐相結(jié)合 ， 理論 問題即 實(shí)踐 課題， 解決問題 即 課程研究 ， 學(xué)生自己就 是一個(gè) 專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻 。 學(xué)習(xí)就應(yīng)該 采取 理論 與 實(shí)踐 結(jié)合的方式， 理論 的問題， 也就是 實(shí)踐性 的課題 。這種做法既有助于完成 理論知識的鞏固 ，又有助于帶動(dòng)實(shí)踐，解決實(shí)際問題 ，加強(qiáng)我們的動(dòng)手能力和解決問題的能力。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 參考文獻(xiàn) [1]李軍． 51 系列單片機(jī)高級實(shí)例開發(fā)指南 [M]． 北京 ： 北京航空大學(xué)出版社 ， 2021． 175187 [2]郭慧．電子科學(xué)與技術(shù) [D]．西安：西安電子科技大學(xué)長安學(xué)院， 2021． [3]石生 ． 電路基本分析 [M]． 北京：高等教育出版社 ， 2021． 5364 [4]許熙文 ． 電路基礎(chǔ) [M]． 北京：高等教育出版社 ， 2021． 2749 [5]王幸之 ． AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]．北京：北京航空大學(xué)出版社 ， 2021． 4858 [6]康華光 ． 鄒壽彬 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 第四版 [M