【正文】 晶顯示器。例如 74LS42，其 輸入是由 4位二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)（ BCD碼），有 10條輸出線表示十進(jìn)制數(shù)0~9，稱之為 410線譯碼器。 表 25 功能引腳表 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 常見的 47線譯碼器， TTL型號(hào)是 7415 74S154和 74LS154等， CMOS電路是74HC154，兩者功能與引腳圖也完全一樣。常用的 38線譯碼器 TTL電路型 號(hào)有 74S13 74LS138等， CMOS電路型號(hào)是 74HC138?，F(xiàn)將兩種方法分別介紹如下： 本次設(shè)計(jì)采用的是硬件譯碼方式，首先來介紹一下譯碼器。通過實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換有兩種方法：一種 是專用硬件譯碼器，另一種是專用軟件譯碼器。如下表，即為模擬以上的過程表（以共陰 LED設(shè)置顯示代碼，共陽與此相反）。用同樣的方法將其余 3個(gè)數(shù)字“ 678”送數(shù)碼管 2， 3， 4顯示，于是最后則可以在 4位 LED顯示器上看到“ 5678”四個(gè)數(shù)字 。） 例如，現(xiàn)在要顯示 5678四個(gè)數(shù)字，則首先應(yīng)該將“ 5”的顯示代碼（共陰 LED顯示器的顯示代碼為 6DH，共陽 LED顯示器的顯示代碼為 92H）由 ，然后~~（ LED為共陰則 ~~ 1000，） LED為共陰則~~ 0111）時(shí)，則可以看到在數(shù)碼管 1上顯示的數(shù)字為“ 5”。但如果要顯示不同字符，則要借助位選碼來控制。 圖 27動(dòng)態(tài)顯示圖 在此電路中，單片機(jī)的 P1口用于控制 4位 LED的段選碼： P2口的 ~~于控制 4位 LED位選碼。 圖 26 靜態(tài)顯示圖 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 所謂動(dòng) 態(tài)顯示，就是將要顯示的多位 LED顯示器采用一個(gè) 8位的段選端口，然后采用動(dòng)態(tài)掃描一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)在于：在同一時(shí)間可以顯示不同的字符；但缺點(diǎn)就是占用端 口資源較多。 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O接口用于筆劃段字形代碼。 表 26列出了共陽極與共陰極 LED顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對應(yīng)關(guān)系 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 表 24 代碼對應(yīng)表 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0 8 7FH 80H 1 06H F9 9 6FH 90H 2 5BH A4 A 77H 88H 3 4FH B0 B 7CH 83H 4 66H 99H C 39H C6 5 6DH 92H D 5EH A1H 6 7DH 82H E 79H 86H 7 07H F8 F 71H 8EH 0 3FH C0 8 7FH 80H 1 06H F9 9 6FH 90H LED顯示器顯示方式 點(diǎn)亮 LED顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動(dòng)態(tài)顯 示。例如，對于共陰 LED顯示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽極 hgfedcba各段為 0111011時(shí)，顯示器顯示P字符，即對于共陰極 LED顯示器，“ P”字符的字形碼是 73H。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。比如我們現(xiàn)在要顯示數(shù)字“ 3”，則只要在對應(yīng)的 a、 b、 c、 d、 g段送入高電平，在其他端送入低電平即可，點(diǎn)亮為“ 3”。即把 8個(gè)發(fā)光二極管陰極連在一起。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 25 共陰與共陽極 LED顯示器 LED顯示 器可分為共陽和共陰兩種結(jié)構(gòu)，如上圖所示。 LEDD顯示器有兩種不同的形式：一種是 8個(gè)發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極 LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極 LED顯示器。 下圖為典型的數(shù)碼管：圖 24 7段 LED數(shù)碼管 如上圖， LED顯示器又稱為數(shù)碼管， LED顯示器由 8個(gè)發(fā)光二極管組成。 （ 4）二極管圖像刷新率低，液晶的高二者的檔次相差比較大，一般來講在一些圖像簡單，對成本控制較嚴(yán)格的場合，用二極管，比如商場、銀行等服務(wù)部門的電子提示窗，街道、百貨公司外面的廣告宣傳窗；而液晶一般都是作計(jì)算機(jī)顯示器、電視、手持設(shè)備等對圖像質(zhì)量要求高的場合。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器 。 兩者之間的區(qū)別 ： （ 1）二極 本身發(fā)光 ， 液晶本身不發(fā)光，只是透射光 。 液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點(diǎn)陣式和全點(diǎn)陣式。 發(fā)光二極管 LED，組成的顯示屏 ，每個(gè)點(diǎn)都是一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管，通過控制電路控制二極管的亮與滅來控制點(diǎn)的發(fā)光，從而使整個(gè)大屏幕顯示圖案。 STC89C51的極限參數(shù) 表 23 極限參數(shù)表 顯示器及其接口 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用 的是發(fā)光二極管顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）兩種。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)如表 23所示 表 23外部引腳狀態(tài)表 模式 空閑模式 空閑模式 掉電模式 掉電模式 程序存儲(chǔ)器 內(nèi)部 外部 內(nèi)部 外部 ALE 1 1 0 0 /PROG 1 1 0 0 P0 數(shù)據(jù) 浮空 數(shù)據(jù) 浮空 P1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P2 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) P3 浮空 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 程序儲(chǔ)存器的加密 STC89C51可使用對芯片上的三個(gè)加密位 LB LB LB3[2]進(jìn)行編程（ P）或者不進(jìn)行編程（ U） 。推出掉 電模式的唯一方法是硬件復(fù)位。為了避免對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令的后一條指令不應(yīng)是一條對端口或者外部存儲(chǔ)器的寫入指令。 其二是通過硬件復(fù)位也可以將空閑工作模式終止。終止空閑工作模式的方法有兩種其一是任何一條被允許中斷的事件被激活， IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。此時(shí)，片內(nèi) RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持 不變。 PD是掉電模式，當(dāng) PD=1時(shí)，激活掉電工作模 式，單片機(jī)進(jìn)入掉電工作狀態(tài)， IDL是空閑等待狀態(tài)，當(dāng) IDL=1時(shí)，激活空閑 工作模式，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即 PD和 IDL同時(shí)為 1，則先激活掉電工作模式。 空閑節(jié)電模式 STC89C51有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模 式。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， STC89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支 持兩種軟件可選的掉電模式 。 芯片擦除 整個(gè) PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電 平 10ms 來完成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳 8被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3口也可作為 STC89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 表 22 STC89C51特殊功能表 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸 出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3口寫入“ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行 存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P1口 ： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0口 ： P0口為一個(gè) 8位 雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 下圖為 STC89C51方框原理圖 圖 22 STC89C51方框原理圖 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 主要特性： STC89C51的主要特性如下表所示： 表 21 STC89C51主要功能描述 兼容 MCS— 51指令系統(tǒng) 4k可反復(fù)擦寫 (1000次） Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 可編程 UARL通道 兩個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全靜態(tài)操作 024MHz 1個(gè)串行中斷 128x8bit內(nèi)部 RAM 兩個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 可直接驅(qū)動(dòng) LED 3級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒 功能 管腳說明 VCC：供電電壓。 如圖所示，圖 11為 STC89C51基本構(gòu)造，其基本性能介紹如下： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 21為 STC89C51基本構(gòu)造 STC89C51本身內(nèi)含 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中端口， 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， STC89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。它是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)， 40個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 2個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， STC89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 STC89C51是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 STMicroelectronics公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C51提供了高性價(jià)比的解決方案。 INTEL公司將 MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 STC89C51就是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)，它是由 STMicroelectronics公司開發(fā)生產(chǎn)的。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能 性（我們只要編寫不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工 業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 當(dāng)中 通過此次基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的籃球計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)，我們可以更清楚詳細(xì)的了解單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本指令功能、編程步驟和技巧來講述單片機(jī)編程，并對 MCS51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行講述，以及基于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的 工作原理 ，并且可以在將來的工作和學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用。 (2) 可以了解到 數(shù)碼管 顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的接口實(shí)例與 具體連接與編程方法。廣泛適合各類學(xué)?；蛘咝⌒蛨F(tuán)體作為賽程計(jì)時(shí)計(jì)分。該系統(tǒng)具有賽程定 時(shí)設(shè)置，賽程時(shí)間暫停，及時(shí)刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。 設(shè)計(jì)目的 隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機(jī)做控制的球賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而產(chǎn)生，如用單片機(jī)控制 LCD液晶顯示器計(jì)時(shí)計(jì)分器，用單片機(jī)控制 數(shù)碼管 計(jì)時(shí)計(jì)分器等。但是如果要是用美國 70年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì) 有天壤之別。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功 能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)，排煙罩 VCD等等的家電里面都可以看到它的身影。他不但具有一般 MCS51單片機(jī)的所有特性，而且還擁有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)中所用到的 STC89C51就是其中典型的代表。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各層次中，如車間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等、智能型家用電器等。例如， STC80C51系列單片機(jī)已有十多年的生命期，如今仍保持著上升的趨勢，就充分證明了這一點(diǎn)。 單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問世以來，以極其高的性價(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很 廣，發(fā)展很快。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 設(shè)計(jì)背景 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)