【文章內(nèi)容簡介】 D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1S T C89 C5 2X1CR Y S T A LC13 0 pC23 0 pS W 1S W S P S TC31uFR11kR 2 31kR 2 41kP 1 .2R 1 51k 圖 3 系統(tǒng)總電路圖 3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) ： 圖 4 總體框架圖 STC89C52RC NEC8255 數(shù)碼管驅(qū)動電路 4 位數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘 鍵盤實(shí)現(xiàn)開始暫停復(fù)位 晶振時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 顯示切換電路 5 圖 5 主程序流程圖 :主程序 本設(shè)計(jì)中秒表采用定時(shí)器 T0 中斷完成。主程序循環(huán)調(diào)用顯示子程序和查鍵子程序，當(dāng)端口有開關(guān)按下時(shí)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能程序。其程序執(zhí)行流圖如圖 5 所示。 顯示子程序 時(shí)間顯示子程序每次顯示 4 個(gè)連續(xù)內(nèi)存單元的十進(jìn)制 BCD 碼數(shù)據(jù)，首地址在調(diào)用顯示程序時(shí)先指定 [3]。 60H~65H 為秒表計(jì)時(shí)單元， 70H~75H 為時(shí)鐘顯示單元。由于采用 7 段共陽極數(shù)碼管動態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，所以顯示用十進(jìn)制 BCD 碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在 ROM 表中。顯示時(shí)，先取出內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)的顯示用段碼從 P0 口輸出， P2口將對應(yīng)的數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。時(shí)間等內(nèi)部 RAM 初始化 鍵盤，時(shí)鐘的初始化 顯示初始化時(shí)間 有鍵按下 判斷鍵值 秒表/時(shí)鐘開始 秒表/時(shí)鐘暫停 秒表/時(shí)鐘清零 秒表與時(shí)鐘切換 N Y 0鍵 1鍵 2鍵 INTO 鍵 6 圖 6 電子時(shí)鐘程序流程 圖時(shí)鐘初始化 第一次按下 0鍵 59分 59秒到 60 秒到 第一次按下 0 鍵 秒個(gè)位 +1 分個(gè)位 +1，秒位清 0 重置 T0 定時(shí)初值 T0 中斷服務(wù)程序 N N Y Y 7 圖 7 跑表程序流程圖 第一次按下 3 鍵 1 秒到 秒 100 秒到 100 秒到 第一次按 0 鍵下 秒表初始化 秒百十位 +1，秒個(gè)位清 0 重置 T0 初始值 十分秒位 +1 秒百十位 +1，秒十位清 0 秒個(gè)位 +1，十分秒位清 0 T0 中斷服務(wù)程序 N N N Y Y Y 8 時(shí)鐘計(jì)時(shí)程序 50ms 定時(shí)器溢出累加 20 次，使得最小單位為 1s。此處電子時(shí)鐘計(jì)時(shí)最大范圍為59 分 59 秒。如圖 6。 秒表 本模塊利用了 STC89C52 的定時(shí)器 0 進(jìn)行定時(shí)，每隔 50ms 就產(chǎn)生一次中斷， 2 次累加從而實(shí)現(xiàn)跑表的最小計(jì)時(shí)單位為十分秒。按下 2 鍵后，啟動跑表，數(shù)碼管顯示如圖7 所示。再次按下 3 鍵后，跑表停止，顯示所記的時(shí)間。顯示的時(shí)間范圍為 ~秒。 表格 1 電子時(shí)鐘和秒表的顯示 電 子 時(shí) 鐘 分 秒 秒 表 。 秒 其中， 為所顯示的數(shù)值。進(jìn)行初始化時(shí)， 均顯示的為 00。 跑表程序的流程圖如圖 7 所示。 定時(shí)器 T0 中斷服務(wù)程序 跑表和時(shí)鐘顯示共用定時(shí)器 T0。定時(shí)溢出中斷周期設(shè)為 50ms，中斷進(jìn)入后先進(jìn)行定時(shí)中斷初值校正，當(dāng)中斷累計(jì) 20 次（即 50*20=1s）時(shí)，對秒計(jì)時(shí)單元進(jìn)行加 1 操作。時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元地址分別在 70H~71H（秒）、 76H~77H（分）中，最大計(jì)時(shí)值為 59 分 59秒。 7AH 單元內(nèi)存放“熄滅符”數(shù)據(jù)（ 0AH），用于時(shí)間調(diào)整的閃爍功能。在計(jì)數(shù)單元中，采用十進(jìn)制 BCD 碼計(jì)數(shù)，滿 10 進(jìn)位。 9 4 調(diào)試及性能分析 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試時(shí)可以檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤的后可通點(diǎn)檢查 LED顯示器的點(diǎn)亮狀況。若亮度不理想，可以調(diào)整 P0 口的電阻大小，一般情況下取 200Ω 電阻即可獲得滿意的亮度效果。實(shí)驗(yàn)室制作時(shí)，可結(jié)合示波器測試晶振及 P0、 P2端 口的波形情況進(jìn)行綜合硬件測試分析。 軟件調(diào)試 根據(jù)上述需求分析得出的思路，進(jìn)行 C 語言程序的編寫。 C 語言程序一共分為三個(gè)部分：第一部分是 STC89C52 芯片的初始化；第二部分是 8255 可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)芯片的初始化；第三部分是，模塊的編寫。在該電子跑表的設(shè)計(jì)過程中一共有兩個(gè)模塊： 1. 計(jì)時(shí)和顯示模塊； 2. 秒表模塊。在各模塊中可編寫如 P1=0x55 進(jìn)行各模塊的測試。 軟件調(diào)試在 Wave 或 Keil C51 編譯器下進(jìn)行，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子程序?yàn)閱卧饌€(gè)進(jìn)行，最后可結(jié)合硬件實(shí)時(shí)調(diào)試。 性能分析 設(shè)計(jì)之初的思路是選擇將分，秒分別保存在一個(gè)字節(jié)的內(nèi)存單元中，這樣在計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)上將變得簡單，但這樣的設(shè)計(jì)也帶來一個(gè)問題，那就是在讀入用戶輸入和將時(shí)間顯示到屏幕上時(shí)的 16 進(jìn)制轉(zhuǎn)到 ASCII 碼時(shí)，由于涉及到將一個(gè)字節(jié)內(nèi)容拆分轉(zhuǎn)化，靈活性受到限制，于是考慮將分，秒的每一位用一個(gè)字節(jié)儲存，這樣在進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)將節(jié)省很多操作時(shí)間 ,設(shè)計(jì)過程中反復(fù)修改了程序的結(jié)構(gòu)以達(dá)到優(yōu)化目的 ,在時(shí)間顯示出現(xiàn)問題后 ,我們進(jìn)行了單元測試并最終發(fā)現(xiàn)了問題 ,在找到問題癥結(jié)后，我們對顯示部分代碼及電路進(jìn)行了完善 [5]，最終得到了正確的顯 示結(jié)果。 按照設(shè)計(jì)程序分析， LED 顯示器動態(tài)掃描的頻率約為 167Hz，實(shí)際使用觀察時(shí)完全沒有閃爍。由于計(jì)時(shí)中斷程序中加了中斷延時(shí)誤差處理，所以實(shí)際計(jì)時(shí)精度非常高?？蓾M足多種場合的應(yīng)用需要。