《单片机技术与应用 教学课件 ppt 作者 朱蓉 等 项目五 电子时钟设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机技术与应用 教学课件 ppt 作者 朱蓉 等 项目五 电子时钟设计（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、知识归纳,练习题,项目导读,任务二、电子时钟的设计与实现,项目小结,任务一、电子秒表的设计与实现,项目五 电子时钟设计,项目目标导读,学习 目标,掌握单片机驱动LED数码管显示方式及其优缺点 。 掌握LED数码管静态显示程序的编写 。 掌握LED数码管动态显示程序的编写 。 通过LED数码管驱动电流的分析过程，引导学生思考快速掌握一个新知识点的方法。,能够计算LED数码管驱动电路驱动电流值。 。 会运用相关芯片设计LED数码管静态显示电路 。 能够根据相关电路编写LED数码管静态显示程序 。 会运用相关芯片设计LED数码管动态显示电路 。 能够根据相关电路编写LED数码管动态显示程序 。,1.
2、LED数码管驱动电路的分析，电路电流大小计算 。 2.LED数码管动态显示与静态显示概念，相关电路设计与程序编写 。,知识教学点,项目目标导读,方法切入点,1.通过电子秒表和电子时钟的分析与设计，从简到繁实现学习目标，了解LED数码管静态显示和动态显示的具体应用。,参考学时：6学时8学时,任务一 电子秒表的设计与实现,在各类体育比赛中，我们经常会使用到秒表，它一般需要有计时、暂停、记录及显示等功能。如何用单片机技术来实现电子秒表呢？,用单片机组成一个最小应用系统，利用P1口和P2口控制两位数码管，利用数码管的静态显示倒计时秒值，以实现60s倒计时。,1、LED数码管,LED(Light-Emi
3、tting Diode)发光数码管是单片机应用系统中常用的输出设备，它由若干个发光二极管组成，能显示出各种字符或符号，具有结构简单、价格便宜等特点。 通常使用的LED数码管一般由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管（ag）呈“日”字形排列，用于显示字符；最后一个发光二极管dp位于数码管右下侧，用于显示小数点。,任务一 电子秒表的设计与实现,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-1 LED数码管的结构及连接,LED数码管中的发光二极管有两种接法(如图5-1-b、c所示)： 1）共阴极接法: 当其公共端为低电平，笔划段ag和dp端为高电平时，对应的段码被点亮； 2）共阳极接法: 当其公共端为高电平
4、，笔划段ag和dp端为低电平时，对应的段码被点亮； LED数码管实物图如图5-2所示，LED数码管的发光二极管亮暗组合实质上就是不同电平的组合，也就是为LED数码管提高不同的代码，这些代码称为字形代码。,任务一 电子秒表的设计与实现,表5-1数据字代码与8段发光二极管的对应关系,任务一 电子秒表的设计与实现,表5-2 字形代码与十六进制数的对应关系,2、LED数码管静态显示电路,该显示电路中的74LS244为总线驱动器，6位数字显示共用一组总线。电路中每个LED显示器均配有一个锁存器(74LS377)，用来锁存待显示的数据。当被显示的数据从数据总线经74LS244传送到各锁存器的输入端后，到底
5、哪一个锁存器选通，取决于地址译码74LS138各输出位的状态 。,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-3 6位并行静态显示电路,（1）并行静态显示电路,利用单片机内部的串行接口，也可以实现LED数码管的静态显示，同样可以节省单片机的并行接口资源，而且在大多数不使用并行接口的系统中，可免去（或减少）扩展接口。图5-4所示即为串行静态显示电路。电路中每个LED显示器均配有一个移位寄存器(74LS164)，用来转换单片机串口送出的待显示数据并锁存待。,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-4 串行静态显示电路,（2）串行静态显示电路,静态硬件译码显示电路如图5-5所示，与前所述电路的主要区别也在于BC
6、D码（或16进制码）与7段显示码的转换方法不同。之前的静态显示电路都是利用软件查表法求得显示代码，而静态硬件译码显示电路采用硬件译码器（如8255）代替软件求得显示代码，这样不仅可以节省单片机工作时间，而且程序简单；其缺点是电路变复杂，成本增加。,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-5静态硬件译码显示电路,（3）静态硬件译码显示电路,1、确定设计方案,选用AT89C51单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源和和LED显示模块构成最小系统，完成对LED显示模块的控制 。,图5-6 系统方案设计框图,任务一 电子秒表的设计与实现,2、硬件电路设计,图2-11 流水灯原理图,电路所用仿真元器件： AT
7、89C51 ：单片机 RES ：电阻 CRYSTAL ：晶振 CAP ：电容 CAP-ELEC ：电解电容 7SEG-COM-AN-GRN: 七段共阳绿色数码管,任务一 电子秒表的设计与实现,3、源程序设计,图5-8 主程序流程图,步骤1：流程图设计,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-9 定时器中断服务程序流程图,;* * * * * * * * * * * * * * * * * *秒表控制程序* * * * * * * * * * * * * * ;程序名：60秒倒计时秒表控制程序xm5_1.asm ;程序功能：控制两位数码管进行60秒倒计时显示 ORG 0000H SJMP STAR
8、ORG 001BH ;定时器T1产生中断 SJMP T1S ;- 主程序- ORG 0030H STAR: MOV R2,#60 ;从60S开始 MOV R4,#20 ;定时50ms，循环20次共1s MOV IE,#88H ; ET1=1，EA=1 MOV TMOD,#10H ;采用方式1 MOV TH1,#3CH ;设置计数器初值 MOV TL1,#0B0H SETB TR1 ;启动定时器 MOV A,R2 ;取显示值 MOV B,#10 DIV AB ;分离显示值的十位和个位 ACALL SEG7 ;调用查表程序，得到十位数显示码 MOV P1,A ;送P1口显示 MOV A,B ;取个
9、位 ACALL SEG7 ;调用查表程序，得到个位数显示码 MOV P2,A ;送P2口显示 SJMP $ ;原地循环,步骤2：源程序编写,任务一 电子秒表的设计与实现,;- 定时器1的中断服务程序 - T1S: MOV TH1,#3CH ;T1中断服务程序，装入初值 MOV TL1,#0B0H DJNZ R4,T1S0 ;累计定时未到零，跳转到T1S0 MOV R4,#20 ;否则，累计定时次数重装 DJNZ R2,T1S1 ;倒计时到零时，跳转到T1S1 CLR TR1 ;否则，从60s减小到0时，停止定时器 SJMP T1S1 ;跳转到T1S1 T1S0: RETI ;中断返回 T1S1
10、: MOV A,R2 ;取显示值 MOV B,#10 DIV AB ;分离十位和个位 ACALL SEG7 ;调用查表程序，得到十位数显示码 MOV P1,A ;送P1口显示 MOV A,B ;取个位 ACALL SEG7 ;调用查表程序，得到个位数显示码 MOV P2,A ;送P2口显示 RETI ;中断返回 ;- 查显示码子程序 - SEG7: INC A MOVC A,A+PC RET DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ;共阳数码管字型编码表 DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH END,任务一
11、 电子秒表的设计与实现,4、软、硬件调试与仿真,图5-10 倒计时秒表控制电路全速仿真图片段,任务一 电子秒表的设计与实现,5、实物制作,表5-4 元器件清单,待在Proteus中仿真调试结果正常后，用实际硬件搭建电路。,任务一 电子秒表的设计与实现,实现下面任务要求 ： 制作数字电子秒表，时间精度为0.01秒； 计时过程中可通过按键记录大于等于10条显示时间，记录成功采用声音提示；整个记录过程不允许干扰秒表计时； 可以暂停并恢复秒表计时； 暂停状态下允许复位秒表（计时状态下不允许复位）； 暂停或复位状态状态允许查询时间记录，查询状态与暂停状态要有所区别；,1、设计思路： （1）电路功能设计
12、在本电子秒表电路设计中，采用了4位单独共阳LED数码管来分别显示秒、毫秒，显示模式采用静态显示同样，我们将显示状态分成四种情况：显示计时时间状态、暂停计时时间状态、查看秒表记录状态、归零状态；为区分暂停与查看记录状态，在查看秒表记录状态下点亮一个发光二极管。同时，我们使用了4个按键，其功能如表5-5所示。,任务一 电子秒表的设计与实现,任务一 电子秒表的设计与实现,表5-5 电子秒表按键功能表,（2）LED数码管显示电路 在本电子秒表电路设计中，我们对选择的共阳型LED数码管采用静态显示模式。选用74LS373锁存芯片对LED数码管显示信号进行锁存的方式来扩展单片机的I/O口。 在LED数码管
13、静态显示模式中，驱动电路由74LS373锁存芯片与数码管相连。电路采用共阳型的LED数码管保证正常稳定工作 。 最后，为稳定数码管的驱动电流，需要加入数码管限流电阻 ，在本设计电路中，电源电源VCC为5V,计算所得电阻阻值为320，最终取值可为330。,任务一 电子秒表的设计与实现,应用系统选用AT89C51单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源和和LED显示模块构成最小系统，完成对LED显示模块的控制 。,图5-11 系统方案设计框图,任务一 电子秒表的设计与实现,2、硬件电路设计,图5-12 电子秒表电路原理,电路所用仿真元器件： AT89C51 ：单片机 RES ：电阻 CRYSTAL ：
14、晶振 CAP ：电容 CAP-ELEC ：电解电容 BUTTON :按键 74LS373 :单向锁存器 SPEAKER :扬声器 LED :发光二极管 PNP :PNP型晶体管 7SEG-COM-AN-GRN: 共阳极绿色数码管,任务一 电子秒表的设计与实现,3、源程序设计,1）步骤1：定时参数的计算,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-13主程序框图, T0的方式控制字TMOD: M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字为01H(定时器T0为工作方式1) 计算计数初值X 在电子时钟中，以1s为最小单位计时；但在外部晶振为12MHz时,T0最大计时时间为65.536ms。为方便计算,设置定时器TO初值为D8F0H，每隔10ms产生一个中断，当累计达到100个中断为1s。 MOV TH0, #(65536-10000)/256 ;装入计数值 MOV TL0, #(65536-10000)MOD 256 ;装入计数值,任务一 电子秒表的设计与实现,图5-14 静态显示子程序框图,步骤2：流程图设计,图5-15 定时器中断子程序框图
