亚洲国产精品一区二区久久,中文字幕av一区二区三区免费看,国产精品视频一区在线观看

基于多位LED數碼管的數字鐘設計

【中文摘要】設計的主要內容就是結合軟件Keil和Proteus來仿真一個由單片機AT89C51芯片和多位LED數碼管為核心的單片機數字時鐘，從而鍛煉出學習、設計、開發軟、硬件的能力。設計已完成的數宇鐘的基本功能:正常走時(年、月、日、時、分、秒)、校正時間和秒表功能。且操作簡單、運行穩定。

數字鐘具有走時準確，一鐘多用等特點，在生活中已經得到廣泛的應用。雖然現在市場上已有現成的電子鐘集成電路芯片，價格便宜、使用也方便。但是，人們對電子產品的應用要求越來越高，數字鐘不但可以顯示當前的時問，而且可以顯示期、農歷、以及星期等，給人們的生活帶來了方便。

時鐘電路在計算機系統中起著非常重要的作用，是保證系統正常工作的基礎。在一個單片機應用系統中，時鐘有兩方面的含義:一是指為保障系統正常工作的基準振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統工作的快慢。二是指系統的標準定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現方法:一是用軟件實現，即用單片機內部的可編程定時/計數器來實現，但誤差很大;二是用專門的時鐘芯片實現，在對時間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法。

本文主要介紹用單片機內部的定時/計數器來實現多功能時鐘的方法，設計由單片機AT89C51芯片和和多位LED數碼管為核心，輔以必要的電路等，構成的一個單片機數字時鐘。

數字鐘的功能就是顯示秒、分和小時，其算法是60秒為1分鐘，60分鐘為1小時，一天為24小時。因此需要秒計數器到59秒的時候，再加1秒時，秒計數器清0，分鐘計數器加1;秒計數器加到59秒，分鐘計數器到59分時，再加1秒時，秒計數器和分計數器同時清0，小時計數器加1;當小時計數器為23小時，分計數器為59分，秒為59秒的時候，再加1秒時，秒計數器、分計數器和小時計數器同時清零。數字鐘的核心就是要產生秒信號，這里利用單片機的定時器TO產生。定時器TO有4種工作方式，可以采用中斷方式和查詢方式編程。

此數字時鐘由主模塊（AT89C51）、顯示模塊（多位LED數碼管）、控制模塊和計時運算模塊四大部分組成。其中控制模塊和計時運算模塊主要對年月日、時分秒的數值顯示和調整進行操作,并且秒計算到60時,自動清零并向分進1；分計算到60時,自動清零并向時進1；時計算到24時,自動清零。這樣,就形成了循環計時,顯示模塊主要用來顯示當前計數值。AT89C51是整個設計的核心,主要用來產生定時中斷,傳輸數據和控制各個部件工作。

數字鐘格式：XX.XX.XX ，從左向右分別為時/年、分/月、秒/日。時分秒完成由秒01一直加1至59，再恢復00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢復00；時加1，時由00加至23后秒分時全部清零；該鐘使用TO做定時中斷。

時鐘校正：走時過程中直接調整且不影響走時準確性。按下相應次數功能鍵S1進入相應數位的調整；按下S2按鍵加，相應數位加1；按下S3按鍵減，相應數位減1。

秒表功能：按下功能鍵S1對應次數，進入秒表計時功能；按下S2按鍵加，開始計時；按下S3按鍵減，暫停計時；暫停計時時，按下S2按鍵加，繼續計時；按下S4按鍵，退出。

年月顯示：按住S4按鍵不放，顯示年月日。

2.2模塊功能說明

（1）單片機AT89C51簡介,如下圖1

圖1 AT89C51引腳圖

VCC：供電電壓。
GND：接地。
P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接口。

P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。

RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。
ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。
/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

①TMOD定時器/計數器方式寄存器
定時器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中,字節地址為89H,無位地址。

②TCON定時器/計數器控制寄存器
TCON在特殊功能寄存器中,字節地址為88H,位地址(由低位到高位)為88H--8FH,由于有位地址,十分便于進行位操作。

③定時器/計數器的初始化

由于定時器/計數器的功能是由軟件編程確定的,所以一般在使用定時/計數器前都要對其進行初始化,使其按設定的功能工作.初始貨的步驟一般如下:

2、根據需要開放定時器/計數器的中斷（直接對IE位賦值）。

3、啟動定時器/計數器。

（2）多位LED數碼管7SEG-MPX6-CA簡介如下圖2

圖2 7SEG-MPX6-CA數碼管模型圖

7SEG-MPX6-CA是7段6位共陽級數碼管,DP為小數點,位碼(1-6)應輪流通高電位,段碼控制數碼管的顯示:0-e,1-d,2-p,3-c,4-g,5-b,6-f,7-a.共陽極LED數碼管,它是將發光二極管的陽極(正極)短接后作為公共陽極.當驅動信號為低電平才能發光。

本實驗采用動態顯示，即節省了I/O口，又能降低能耗。

顯示過程注意消影。

（3）其余元件如下圖3

圖3 所需用到的其余元件

2.3系統總體原理圖如下圖4

圖4 基于多位LED數碼管的數字鐘總圖

2.4電路圖的接法設計

鑒于仿真的單片機數字時鐘的美觀性，取消各模塊間的可見連線，利用Proteus中的Edit Wire Style 按鈕來連接各個端口。

單片機P1端口接按鍵S輸入；單片機P0端口接段碼驅動到數碼管；單片機P2端口接位碼驅動到數碼管。

2.5按鍵功能說明

1、功能鍵--根據按下的次數，分別調節時間和年月，按位調節，同時調整位閃爍，按下11次后進入秒表，期間可以按退出鍵退出功能調節或秒表。

2、數字加---進入時間或年月調節時，按此鍵閃爍位數字加一，秒表模式下為秒表開始鍵。

3、數字減---進入時間或年月調節時，按此鍵閃爍位數字減一，秒表模式下為秒表暫停鍵。

4、退出鍵---進入時間或年月調節時，按此鍵保存調節并退出，沒進入時間或年月調節時按此鍵顯示年月。

3 程序流程圖

3.1時鐘顯示程序流程圖如下圖5

圖5 時鐘顯示程序流程圖

3.2外部中斷處理流程圖如下圖6

圖6 外部中斷處理流程圖

3.3函數模塊及功能

（1）Void Time0() interrupt 1

定時器0中斷服務程序，供時鐘主程序使用

（2）Void Time1() interrupt 3

定時器1中斷服務程序，供秒表使用

（3）Void yanshi(uint z)

延時程序，供動態掃描與按鍵去抖

（4）Void xianshi（）

（5）Void shizhong()

按鍵1檢測，按的次數不同進入不同調節功能

按鍵2檢測，數字加或秒表計時

按鍵3檢測，數字減或秒表暫停

（9）Void key4（）

按鍵4檢測，按住不放顯示年月，退出功能

（10）Void nyr（）

（11）Void miaobiao（）

秒表，精確到1%秒

（12）Void init（）

初始化設置中斷

這次對數字鐘的設計，經過認真地查找資料、編寫程序以及調試程序,結果達到驗證無誤。從開始設計到仿真實現，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰。從單片機模塊數字鐘的設計過程中我找到了一些單片機開發的規律：先了解所有元件的具體內容，從而畫出其電路圖，使數字鐘從簡易變成多功能的方式，雖沒有做鬧鈴功能的多功能數字鐘，卻知曉了其方法。從而更好地讓自己踏入單片機應用領域的第一步。

[1]趙文博,劉文濤.單片機語言C51程序設計[M].人民郵電出版社,2006

[2]石從剛.MCS-51單片機原理與應用實驗實訓教程[M].北京航空航天大學出版社,2007

[3]張靖武.單片機系統的PROTEUS設計與仿真[M].電子工業出版社,2009

[4]李精華.基于數字鐘設計的單片機課程項目開發[J].桂林航天工業高等專科學校學報,2010

程序代碼及說明

#include <AT89X51.H>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
/*********************************
定義變量和數碼表
*********************************/
uchar code shuma[]={
0x14,0xd7,0x4c,0x45,0x87,
0x25,0x24,0x57,0x04,0x05};//數碼表
uchar code fenge[]={
0x10,0xD3,0x48,0x41,0x83,
0x21,0x20,0x53,0x00,0x01};
//帶點的數碼表
uchar code weixuan []={
0x7f,0xBf,0xDf,0xEf,0xf7,0xfb,0xff};
//位選控制表
uchar t,tt,a,b,c,d,e,f,x,y,id,fen
,miao,hm,mm,ff,shi,ri,yue,nian;
sbit s1=P1^0;//
菜單鍵，按下的次數進入不同的調節功能
sbit s2=P1^1;//數字加鍵、秒表開始鍵
sbit s3=P1^2;//數字減鍵、秒表暫停鍵
sbit s4=P1^3;
//顯示年月日，菜單退出鍵
/**********************************
定時器0中斷服務程序
供時鐘主程序使用
**********************************/
void Time0()interrupt 1
{ TH0=(65536-49990)/256;
//裝初值，使定時器0每50毫秒產生一次中斷
TL0=(65536-49990)%256;
//裝初值，使定時器0每50毫秒產生一次中斷
t++;//中斷次數
if(t==21)
//在調節時間或年月時把t控制在20以內
//避免中斷次數不受控
{ t=0; }
}
/************************************
定時器1中斷服務程序
供秒表使用
************************************/
void Time1() interrupt 3
{ TH1=(65536-1001)/256;
//裝初值，使定時器1每1毫秒產生一次中斷
TL1=(65536-1001)%256;
//裝初值，使定時器1每1毫秒產生一次中斷
tt++;
if(tt==11)
tt=0; }
/************************************
延時程序
供動態掃描和按鍵去抖用
如果是實物的話，x的值設為3就可以了
************************************/
void yanshi(uint z)
{ for (x=25;x>0;x--)
for (y=z;y>0;y--); }
/************************************
動態掃描程序
************************************/
void xianshi ()
{ P0=0xff;//消影
P2=weixuan[0];//第一位數碼管
if(t<=10)//數碼管閃爍
{ if(id==1)//調節小時十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
if(id==5)//調節年十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=shuma[a];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
P0=0xff;//消影
P2=weixuan[1];//第二位數碼管
if(t<=10)//數碼管閃爍
{ if(id==2)//調節小時個位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
if(id==6)//調節年十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=fenge[b];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
P0=0xff;//消影
P2=weixuan[2];//第三位數碼管
if(t<=10)//數碼管閃爍
{if(id==3)
//調節分十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
if(id==7)//調節月十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=shuma[c];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
P0=0xff;//消影
P2=weixuan[3];//第四位數碼管
if(t<=10)//數碼管閃爍
{ if(id==4)//調節分個位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
if(id==8)//調節月個位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=fenge[d];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
P0=0xff;//消影
P2=weixuan[4];//第五位數碼管
if(t<=10)
{if(id==9)//調節日十位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=shuma[e];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
P0=0xff;//消影
P2=weixuan[5];//第六位數碼管
if(t<=10)
{ if(id==10)//調節日的個位時閃爍
{ P2=weixuan[6]; }
}
P0=shuma[f];//顯示數碼
yanshi(5);
//提高亮度，使每一位數碼管一樣亮
}
/************************************
時鐘主程序
************************************/
void shizhong()
{ if(t==20)
//進入20次中斷后秒加1,50ms*20=1s
{ t=0;
miao++; }
if(miao==60)//秒夠60清零，分加1
{ miao=0;
fen++; }
if(fen==60)//分夠60清零，時加1
{ fen=0;
shi++; }
if(shi==24)//時夠24清零，日加1
{ ri++;
shi=0; }
}
/************************************
按鍵1檢測
按鍵檢測，按的次數不同進入不同調節功能
************************************/
void key1()
{ while(s1==0)
{ yanshi(300);//延時去抖
while(s1==0)
{ id++;//根據ID值的不同進入各種功能
while(s1==0);//等待松開菜單鍵
yanshi(350);
while(s1==0); }
}
}
/************************************
按鍵2檢測
按鍵檢測，數字加或秒表開始
************************************/
void key2()
{ while(s2==0)
{ yanshi(300);//延時去抖
while(s2==0)
{ if(id==11)
//只允許在秒表模式下開始
{ TR1=1;//秒表開始 }
switch(id)//根據ID值調整不同的位
{ case 1:a++;break;
case 2:b++;break;
case 3:c++;break;
case 4:d++;break;
case 5:a++;break;
case 6:b++;break;
case 7:c++;break;
case 8:d++;break;
case 9:e++;break;
case 10:f++;break;
}
if(id<=4)
//使時分調節時數值限制在合理范圍
{ if(a==3)
a=0;
if(a==2)
{ if(b>4)
b=0; }
if(b==10)
b=0;
if(c==6)
c=0;
if(d==10)
d=0;
shi=a*10+b;
fen=c*10+d; }
if(id>=5,id<11)
//使年月日調節時數值限制在合理范圍
{ if(a==10)
a=0;
if(b==10)
b=0;
if(c==2)
c=0;
if(c*10+d>12)
d=0;
if(e==4)
e=0;
if(e*10+f>31)
f=0;
nian=a*10+b;
yue=c*10+d;
ri=e*10+f; }
miao=0;
while(s2==0);
//等待放開數字加鍵
yanshi(350);
while(s2==0); }
}
}
/************************************
按鍵3檢測
按鍵檢測，數字減鍵、秒表暫停鍵
************************************/
void key3()
{ while(s3==0)
{ yanshi(300);//延時去抖
while(s3==0)
{ if(id==11)
//只允許在秒表模式下暫停
{ TR1=0;//秒表暫停 }
switch(id)
{ case 1:a--;break;
case 2:b--;break;
case 3:c--;break;
case 4:d--;break;
case 5:a--;break;
case 6:b--;break;
case 7:c--;break;
case 8:d--;break;
case 9:e--;break;
case 10:f--;break; }
if(id<=4)
//使時分調節時數值限制在合理范圍
{ if(a==-1)
a=2;
if(a==2)
{ if(b>=5)
b=0; }
if(b==-1)
b=9;
if(c==-1)
c=5;
if(d==-1)
d=9;
shi=a*10+b;
fen=c*10+d; }
if(id>4,id<11)
//使年月日調節時數值限制在合理范圍
{ if(a==-1)
a=9;
if(b==-1)
b=9;
if(c==-1)
c=1;
if(d==-1)
d=9;
if(c*10+d>12)
d=0;
if(e==-1)
e=3;
if(f==-1)
f=9;
if(e*10+f>31)
f=0;
nian=a*10+b;
yue=c*10+d;
ri=e*10+f; }
miao=0;
while(s3==0);
//等待放開數字減鍵
yanshi(350);
while(s3==0); }
}
}
/************************************
按鍵4檢測--退出菜單
按鍵檢測，按住S4不放時顯示年月日
退出功能鍵
************************************/
void key4()
{ while(s4==0)
{ yanshi(300);//延時去抖
while(s4==0)
{ id=12;//退出菜單
TR1=0;//關閉定時器1
hm=0;//退出秒表時初始化秒表
mm=0;//退出秒表時初始化秒表
ff=0;//退出秒表時初始化秒表
shizhong();
//顯示年月時讓時鐘繼續走
a=nian/10;
b=nian%10;
c=yue/10;
d=yue%10;
e=ri/10;
f=ri%10;
xianshi(); }
}
}
/************************************
年月日調節
************************************/
void nyr()
{ while(id==5)
//按下菜單鍵5次時進入年月日調節
{ while(id<11)
{ key1();//調節位檢測
key2();//數值加檢測
key3();//數值減檢測
a=nian/10;
b=nian%10;
c=yue/10;
d=yue%10;
e=ri/10;
f=ri%10;
xianshi();
miao=0;
key4();//退出檢測 }
}
}
/************************************
秒表
精確到1%秒
************************************/
void miaobiao()
{ while(id==11)
//按下菜單鍵11次時進入秒表
{ shizhong();
//進入秒表功能時讓時鐘繼續走
key2();//秒表開始檢測
if(tt==10)
{ tt=0;
hm++; }
if(hm==100)
{ mm++;
hm=0; }
if(mm==60)
{ mm=0;
ff++; }
key3();//秒表暫停檢測
a=ff/10;
b=ff%10;
c=mm/10;
d=mm%10;
e=hm/10;
f=hm%10;
xianshi();
key4();//退出秒表檢測 }
/***********************************
初始化程序
************************************/
void init()
{ t=0;//定時器0中斷次數初始化
tt=0;//定時器1中斷次數初始化
id=0;//調整位初始化
hm=0;//秒表初始化
mm=0;//秒表初始化
miao=0;//秒初始化
fen=53;//分初始化
shi=12;//時初始化
ri=5;//日初始化
yue=5;//月初始化
nian=9;//年初始化
EA=1;//開總中斷
ET0=1;//開定時器0中斷
ET1=1;//開定時器1中斷
TMOD=0x11;//設置定時器為工作方式1
TH0=(65536-49380)/256;
//裝初值，使定時器0每50毫秒產生一次中斷
TL0=(65536-49380)%256;
//裝初值，使定時器0每50毫秒產生一次中斷
TH1=(65536-1001)/256;
//裝初值，使定時器1每1毫秒產生一次中斷
TL1=(65536-1001)%256;
//裝初值，使定時器1每1毫秒產生一次中斷
TR0=1;//開啟定時器0
TR1=1;//開啟定時器1 }
/************************************
主程序
************************************/
void main()
{ init();//初始化
while(1)
{ shizhong();//時鐘主程序
key1();//按鍵1檢測
if(id!=0)
//沒有按下功能鍵時按鍵1按鍵2無效
{ key2();//按鍵2檢測
key3();//按鍵3檢測 }
key4();//按鍵4檢測
nyr();//年月日調節
miaobiao();//秒表
if(id==12)//S1按鍵功能初始化
id=0;//S1按鍵功能初始化
a=shi/10;
//當沒有按鍵按下時，顯示時分秒
b=shi%10;//當無按鍵按下時，顯示時分秒
c=fen/10;//當無按鍵按下時，顯示時分秒
d=fen%10;//當無按鍵按下時，顯示時分秒
e=miao/10;//當無按鍵按下時，顯示時分秒
f=miao%10;//當無按鍵按下時，顯示時分秒
xianshi();//動態掃描程序 }
}

復制代碼

完整的Word格式文檔51黑下載地址：

課程論文——基于多位LED數碼管的數字鐘設計.doc (267.24 KB, 下載次數: 29)

久久久久久久999_99精品久久精品一区二区爱城_成人欧美一区二区三区在线播放_国产精品日本一区二区不卡视频_国产午夜视频_欧美精品在线观看免费