【正文】 定段導通電流來確定相應的限流電阻。 共陰極數碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起，如圖（ c），通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅動電路輸出端，當某段驅動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能提供額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段 導通電流來確定相應的限流電阻。 圖 33 （ a）數碼管引腳圖 （ b）共陽極內部結構圖 （ c）共陰極內部結構圖 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 8 本設計采用共陰極數碼顯示管做顯示電路，由于采用的是共陰的數碼顯示管，所以只要數碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h 引腳為高電平，那么其對應的二極管就會發(fā)光，使數碼顯示管顯示 0～ 9 的編碼見表 。 表 31 共陰極數碼顯示管字型代碼 字型 共陰極代碼 字型 共陰極代碼 0 3FH 5 6DH 1 06H 6 7DH 2 5BH 7 07H 3 4FH 8 7FH 4 66H 9 6FH 復位電路 模塊 為 確保微機系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為 5V177。5%，即 ～ 。由于微機電路是時序數字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC 超過 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。 圖 34 復位模塊電路 圖 系統(tǒng)總體設計 本 設計 利用 AT89C51 單片機的定時器 /計數器定時 和 記數的原理 ，使其能精確計時。利用中斷系統(tǒng) 使其能實現(xiàn)開始暫停的功能。 P0 口輸出段碼數據， 口作列掃描輸出， 、 、 、 、 分別接五個按鈕開關，分別實現(xiàn)開始 /暫停、清零和可增加的拓展功能。顯示部分由四位共陰極數碼管組成。系統(tǒng)總體圖如下： 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 9 圖 35 系統(tǒng)總體設計電路 圖 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 10 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設計 在軟件設計中，一般采用模塊化的程序設計方法，它具有明顯的優(yōu)點。把一個多功能的復雜的程序劃分為若干個簡單的、功能單一的程序模塊，有利于程序的設計和調試，有利于程序的優(yōu)化和分工，提高了程序的閱讀性和可靠性，使程序 的結構層次一目了然。 開 始賦 初 始 值數 碼 管 顯 示復 位 鍵 P 1 . 1 是 否 按 下是查 看 鍵 P 2 . 5 是 否 按 下否否查 看 鍵 P 2 . 5 是 否 抬 起是調 用 最 終 緩 存 區(qū) 數據 進 行 顯 示否是 圖 41 主程序流程圖 方案中采用了定時中斷 T0。 CPU 在響應中斷時，先處理高級中斷，在處理低級中斷，若有多個同級中斷時，則按自然優(yōu)先順序處理。例如當 CPU 正在處理一個中斷申請時，有出現(xiàn)了另一個優(yōu)先級比它高的中斷請求，這是， CPU 就暫停終止對當前優(yōu)先級較低的中斷源的服務，轉去響應優(yōu)先級比它高的中斷請求，并為其服務。待服務結束，再繼續(xù)通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 11 執(zhí)行原來較低級的中斷服務程序。而當 CPU 為級別高的終端服務程序服務時，如果級別低的中斷發(fā)出中斷請 求，此時 CPU 是不會響應的。 AT89C51 單片機 的自然優(yōu)先級順序排列如下： 中斷源 最高 外部中斷 0 定時 /計數器 0 溢出中斷 外部中斷 1 定時 /計數器 1 溢出中斷 串行口中斷 最低 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 12 第 5 章 實物焊接、仿真 與調試 軟件的仿真與調試 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿 真軟件 ，它 可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路 。 該軟件的 主要 特點 總結后有以下四點 ： ① 實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結合 的功能 。 ② 支持 目前 主流單片機系統(tǒng)的仿真。③ 提供 了 軟件調試功能 ，并可以與 WAVE 聯(lián)合仿真調試 。 ④ 具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。在電子領域中也起到了很大的作用，它的出現(xiàn)仿真不需要先焊接電路，可以先仿真調試通過后在焊電路，節(jié)省了不少在硬件調試上所花的時間。 Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面。 它 包括標題欄、主菜單、狀態(tài)欄、標準工具欄、繪圖工具欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口 等十幾個工具，方便了使用者的使用 。 首先打開已經畫好的 proteus DSN 文件，雙擊圖中的 AT89C51 芯片，就彈出一個窗口，在 Program File 項中通過路徑選擇在 WAVE 中生成的 HEX 文件，雙擊選中后確定，這樣仿真圖中的 AT89C51 芯片就已經讀取了本設計中的 HEX 文件。單擊 “三角形按鈕 ”進行仿真。 通過對仿真結果的觀察來對程序進行修改，最 終使程序到達設計要求。 圖 51 proteus 仿真圖 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 13 硬件的安裝與調試 按照之前設計好的數字電子秒表原理圖，詳細計算系統(tǒng)中各個元件的參數，選擇相應器件，焊接實際電路板。由于考慮到萬能板大小的問題及元件之間連線的方便，在焊接元器件前必須考慮元件的布局然后進行實際操作。 制作好的電路板可以用萬用表（ 200 歐姆檔）的紅、黑表筆測試電路板的每條走線，當其電阻非常小時，證明走線沒有斷開，當其電阻很大時，證明該條走線斷了，應該重新走線，使電路板在電氣上得到正確地連接。選用萬用表的 20K 歐姆檔，檢測電路中 是否存在短路。因為系統(tǒng)采用的是共陰極數碼管作為顯示電路，必須確保數碼管的公共端接的是低電平。 1．晶振電路的測試 在單片機正常運行的必要條件是單片機系統(tǒng)的時鐘穩(wěn)定正常。實際中，因為各種原因導致系統(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況時有，因此系統(tǒng)時鐘是否振是通電檢查的首要環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)通電的狀況下，用萬用表的直流電壓檔（ 20V），分別測量XTAL1 和 XTAL2 引腳的電壓，看是否正常，在調試過程中，測得電壓 XTAL1 引腳應為,XTAT2 應為 。 2．復位電路的測試 復位不正常也會導致系統(tǒng)不能 工作。如果復位引腳始終為高電平，系統(tǒng)將始終處于復位狀態(tài)；如果始終為低電平，不能產生復位所需的高電平信號脈沖，則系統(tǒng)也可能無法正常工作。單片機正常工作時， RST 復位引腳應為 0V，按下復位按鍵時，復位引腳為高電平 5V 左右。 3．顯示電路的測試 顯示電路是數字電子秒表正常運行最直觀的觀察窗口，我們可以通過觀察顯示電路的顯示結果觀察系統(tǒng)能否正常運行。當顯示電路按照電路圖焊接好后，用萬用表的測二極管檔位，將黑表筆接共陰數碼管的公共段，然后將紅表筆接數碼管的各段，當數碼管的段能正常顯示，說明各點焊接正常。 通信 102班，姓名 青瓜 基于單片機的秒表設計 14 第 6 章 結論 本設計的數字電子秒表是由 AT89C51 單片機、共陰數碼顯示管、控制按鍵等器件構成的，設有四位計時顯示，開始、暫停、復位按鍵以及一個系統(tǒng)整機復位按鈕。計時精度能到達 10ms，設計精簡，使用簡單易懂。 系統(tǒng)設計合理， 線路簡單、功能先進，性能穩(wěn)定，程序精簡， 并給出了詳細的電路設計方法。本系統(tǒng)是以單片機 為核心，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。 通過 本次 設計，復習鞏固