单片机时间显示模块设计.

《单片机时间显示模块设计.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机时间显示模块设计.（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、单元4 时间显示模块设 计 回顾 1，8051单片机最小系统的组成？ 2，单片机运行以什么单位计算时间？ 3，单片机如何驱动LED？ 本单元任务 p任务1 数码管显示设计 p任务2 定时器应用设计 p任务3 DS1302时钟设计 p任务4 按键计数设计 任务1 数码管显示设计 任务描述： 任务分析： LED数码管显示器作为嵌入式单片机应用产品中常用的廉价输出设备 ，更是单片机系统设计经常使用的显示设备。本任务要求设计时间显示模 块，模拟24小时制时间运行，时间初始为10点整。 模拟24小时运行，需用6位LED数码管（小时、分钟、秒各需2位） 进行显示。先将LED数码管安装在单片机I/O上，程序

2、设计初始时间为10： 00：00，每隔一定时间，单位秒加1，并进行秒、分钟、小时的正确进位 即可。 1，七段LED数码管工作原理 n七段LED数码管是由发光二级管排列构成.由(a g 7段)和1个圆点(dp)组成。LED数码管的的 连接方式有共阳极和共阴极两种。 q共阴极：把各段发光二极管的阴极连接在一起，然 后通过接地或低电平，如下图示，根据要求需点亮 发光二极管的阳极输入高电平，不需点亮的发光二 极管的阳极输入低电平。 q共阳极：把各段发光二极管的阳极连接在一起，然 后通过接电源或高电平，如下图示， 根据要求需点 亮发光二极管的阴极输入低电平，不需点亮的发光 二极管的阴极输入高电平。 通过

3、控制7段发光二极不同组合的亮灭,显示出 不同的数字与字母。例如你要用单片机控制数 码管显示3的数字，那就要分别点亮发光二极 管的a,b,c,d,g段，如下图示（共阳极） . n七段码LED显示器字形编码： n请同学们理解每个字符的编码由来 显示字符共阳极共阴极显示字符共阳极共阴极 00xC00x3FC0xC60x39 10xF90x06D0xA10x5E 20xA40x5BE0x860x79 30xB00x4FF0x8E0x71 40x990x66P0x8C0x73 50x920x6DU0xC10x3E 60x820x7DR0xCE0x31 70xF80x07Y0x910x6E 80x800x

4、7F亮0x000xFF 90x900x6F灭0xFF0x00 A0x880x77H0x890x76 B0x830x7CL0xC70x38 【例4-1】试设计驱动1位数码管显示8个流水灯 点亮的序号。 设计分析：流水LED灯和P1口相连，1位数码管 的段选线和P2相连，位选线直接和电源（高 电平）相连，使得数码管处于一直工作状态而 无需编程选中，如图4-5所示。当第一个LED 点亮时，编程驱动数码管显示“1”，当第二个 LED点亮时，编程驱动数码管显示“2”即数 码管的显示内容跟随着被点亮LED的序号而改 变。 void main() unsigned char i=0; while(1) P1

5、 = led_lighti;/点亮对应的LED P2 = seg7_lighti; /LED显示相应的数字 delay(); i+;/i自加1 if(i=8)i=0;/判断是否点亮最后一个LED ，是则重新点亮 2，数码管显示方式 n静态显示方式 q每位数码管的段选线和位选线是独立的，所以同一时刻 可以显示不同的字符，编程简单。但是这样很浪费单片 机的I/O口资源，N位静态数码管就要求有N8根I/O接 口线，所以适合数码管较少的场合。 n动态显示方式：动态显示方式的接口电路的连接是将 所有数码管的段选线(adp) 同名并联，如所有a段并 联，所有b段并联，然后有一个8位的I/O接口来 控制各个

6、段。而每位数码管的位选线由相应的I/O接 口控制，每一瞬间只有一位数码管的位选线被选中， 所以每一瞬间只能显示一位数码管，同样，下一瞬间 只选中另一位数码管的位选线，所以下一瞬间也只能 显示下一位数码管。等所有数码管都扫描完毕后，又 再进行下一轮的循环扫描。由于扫描时间很短,人眼的 视觉残留效应，所以看到的是所有数码管一起显示。 【例4-2】试设计驱动2位数码管动态显示“28”。 设计分析：2位数码管与单片机连接如图4-10所 示，其中段选线和P0口相连，位选线则分别 由P2.6、P2.7控制。根据数码管动态显示每 次只选中1位数码管工作的扫描原理，程序设 计上先扫描显示第1位数码管（只需位选

7、第1位 数码管P2=0xbf，“2”的编码赋值给段选线 P0=0xa4），接着扫描显示第2位数码管（只 需位选第2位数码管P2=0x7f，“8”的编码赋值 给段选线P0=0x80）。 void main() while(1) P2 = 0xbf;/位选数码管，即选中第一位数码管 P0= 0xa4;/段选数码管，“2”的编码赋值给P0 display_delay();/显示延时 P0=0xff;/关闭显示 P2 = 0x7f;/位选数码管，即选中第二位数码管 P0= 0x80;/段选数码管，“8”的编码赋值给P0 display_delay();/显示延时 P0=0xff;/关闭显示 n1. P

8、roteus电路设计 n2. Keil C51程序设计 n3. Proteus-Keil联合调试仿真 任务实施 硬件电路图 n（1）程序流程 初始时间为10点整。主程序循环扫描6个数 码管动态显示，由于扫描速度很快，因此在 程序设计上，考虑6个数码管动态扫描多次 （100）后，再进行显示加1。同时注意秒、 分钟、小时的进制进位。 n运行 Proteus-Keil联合调试仿真 任务2 定时器应用设计 任务描述： 任务分析： 任务1仿24小时制运行，其精度无法达到实用价值，本任务要求设计 实用的时钟，驱动六个数码管按24小时制显示运行。 嵌入式程序设计中经常定义函数实现延时，这对于要求不高、无需

9、精确的的情况下，尚无大碍。然而在某些场合对时间的精度要求比较高， 比如时钟设计，如果仍然采用延时程序进行秒、分钟、小时的延时设计， 随着运行时间的增加，其累积误差就会很大，甚至导致项目设计的失败。 另一方面由于单片机系统一般是多任务系统，延时程序运行的同时将使单 片机CPU无法快速执行其他代码，从而不符合设计要求。本任务学习单片 机定时/计数器部件，其定时功能满足对时间有严格要求的场合。 1.定时/计数器结构 2.定时器如何计算时间 n在“内部计时器” 功能下，每个机器周期定时器 的值增1。因此，可以说此时的定时器是在计 数机器周期。一个机器周期由12个晶振周期组 成。当晶振频率为12MHz时

10、： 12,000,000/12=1,000,000 就是每秒钟有1,000,000个机器周期，即每个 机器周期的时间是1s。定时器的值是在每个 机器周期下（1us）增1； n课堂思考： （1）当晶振频率为6MHz时，定时器的值多长 时间加1？ （2）12MHz晶振频率下，要求一次溢出定时 时间为10us，请问定时寄存器THx/TLx计数多 少次产生溢出？如果将晶振频率改为6MHz呢 ？ 定时器工作模式需要在定时器模式寄存器TMOD(Timer Mode Control Register)中进行编程设定。定时器模式寄存器TMOD不可以位寻址。 位符号功能说说明 7GATE 定时器1门控制位（Ti

11、mer 1 Gating Control Bit） 当TCON中的TR0设定为1，并且GATE=1，定时器1（Time1）只在 INT1引脚为高电 平时计时 （或计数） 当GATE=0时，定时器1（Time1）只在TCON中的TR0设定为1时计时 （或计数） 6C/T 定时器1定时、计数功能选择 位（Timer 1 Counter/Timer Select Bit） C/T=0时，定时器1（Time1）工作于计时 方式 C/T=1时，定时器1（Time1）工作于计数方式 5M1定时器1工作模式选择 位（Timer 1 Mode Select Bit） 4M0定时器1工作模式选择 位(Timer

12、 1 Mode Select Bit) 3GATE 定时器0门控制位（Timer 0 Gating Control Bit） 当TCON中的TR0设定为1，并且GATE=1，定时器0（Time0）只在 INT0引脚为高电 平时计时 （或计数） 当GATE=0时，定时器0（Time0）只在TCON中的TR0设定为1时计时 （或计数） 2C/T 定时、计数功能选择 位（Timer 0 Counter/Timer Select Bit ） C/T=0时，定时器0（Time0）工作于计时 方式 C/T=1时，定时器0（Time0）工作于计数方式 1M1定时器0工作模式选择 位(Timer 0 Mode

13、 Select Bits) 0M0定时器0工作模式选择 位(Timer 0 Mode Select Bits) 3. 定时器专用寄存器 MODEM1M0模式说说明 00013位定时器 10116位定时器 2108位定时器；自动加载 311 TL0为8位计时（或计数）器，由T0控制； TH0为另一计时（或计数）器，由T1控制； TL1、TH1此时不使用。 n特殊功能寄存器TCOD也称为定时器控制寄存 器。 n定时寄存器(Timer Register) 定时器由两个8位寄存器组成，分别是高字节寄存 器（High Byte Register）和低字节寄存器（Low Byte Register）。对于

14、定时器0分别对应TH0寄存 器(TH0 Register)和TL0寄存器(TL0 Register)，对 于定时器1则分别对应TH1寄存器和TL1寄存器。这 两个寄存器在模式0、模式1时组合成字数据寄存器 使用，在模式2时分别使用，定时器0模式3分别使 用，定时器1模式3不使用 。 nTR0：定时时器0运行控制位（Timer 0 Run Control Bit） 由软件置1或清0。置1时时定时时器0启动动，清0时时定 时时器0停止 nET0：定时时器0中断控制位（Timer 0 interrupt Control Bit） 由软件置1或清0。置1时时允许许定时时器0中断，清0 时时关闭闭定时时

15、器0中断 4.定时器工作方式 n通过设置TMOD寄存器的M1、M0位，可以构 成定时器的4种工作方式。 n（1）方式0 n（2）方式1 n（3）方式2 n（4）方式3 5.定时器的设置与控制 n初始设置 8051单片机内部的定时器/计数器是可编程的，其工 作方式和工作过程均可通过程序进行设定和控制，需 要初始设置的内容如下： q先给定时器方式寄存器TMOD送一个方式控制字，设定使用 哪个定时器及相应的工作方式； q给定时寄存器（THx，TLx）送定时初值，确定需要定时的 时间； q根据需要给中断允许寄存器IE送中断控制字，给中断优先级 寄存器IP送优先级控制字，以开放相应中断和设定中断优先 级

16、； q给定时器控制寄存器TCON送命令字，启/停定时器运行。 n【例4-4】 晶振频率为12Mhz，选择T0定时 1ms，在只依靠软件控制定时器计数开关的情 况下，请设置正确的T0的相关寄存器？ n分析：选择定时器T0，即需设置T0相关寄存 器TMOD、TH0、TL0 、TCON。 n（1）晶振频率12Mhz情况下，每个机器周期是1s， 定时1ms即是1000us。而方式2、3为8位计数器，一 次溢出最长时间为256us，需要多次溢出才能达到 1ms的定时要求，这样将增加编程复杂性。如果采用 方式0、方式1，它们一次溢出最长时间分别为 8193us、65536us，即一次溢出范围内即可实现定时 1000us。因此可设置采用T0方式1进行定时，由于只 依靠软件控制定时启/停，即GATE应为0。TMOD的 高4位用来控制T1，可全部清“0”，只需设置TMOD低 4位 TMOD用字节指令赋值为： TMOD=0x01; n（2）由于12MHz晶振频率下的机器周器为1us，因 此周期定时1ms需要