简易数字钟的设计规划.doc

第三单元 简易数字钟的设计 数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无需机械传动等优点。因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数字电子钟,数字钟到处可见。 在数字电路的学习中，已经学习过用计数器芯片搭建数字钟。51单片机内部集成了定时器/计数器，这为构建数字钟带来了方便。在本单元中，学习如何用51单片机来构建一个功能数字钟。 【任务要求】 在6个数码管上显示时、分、秒，共6位数字。 通过单片机内部定时器控制走时，走时准确。 系统有四个按键，功能分别是调整，加，减，确定。在按下调整键时候，显示时的两位数码管以1 Hz 频率闪烁。如果再次按下调整键，则分开始闪烁，时”恢复正常显示，依次循环，直到按下确定键，恢复正常的显示。在数码管闪烁的时候，按下加或者减键可以调整相应的显示内容。按键支持短按和长按，即短按时，修改的每次增加或者减小，长按时候以一定速率连续增加或者减少。a 单位数码管 b 双位数码管 c 四位数码管 图1.1 数码管图片 那么数码管是如何的工作呢？还记得我们小时候玩过的“火柴棒游戏”吗，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，数码管实际上就是利用这个原理做成的。 图1.2 单个数码管引脚标号，共阴和共阳的内部连接图 单个数码管由8个发光二极管组成，其中7个长条形的发光管排列成一个“日”字形，我们称之为“段”，另一个圆点形的发光管在数码管的右下角作为小数点用，图1.2中的a图是数码管的段标号以及外接引脚排列图，由图可以看出，单个数码管共有10个引脚，其中8个发光二极管的一端分别与数码管的8八个引脚相接，8个发光二极管的另外一端汇集在一起，称之为公共端，与数码管上下排引脚当中的那个引脚相连，称之为“公共端”。公共端既可以接地,也可以接高电平。公共端接地的数码管，是将发光二极管的阴极连接在一起接地，点亮数码管，各段需加高电平，称之为“共阴极数码管”； 公共端接高电平的数码管，是将发光二极管的阳极连接在一起接高电平，点亮数码管，各段需加低电平，称之为“共阴极数码管”；图1.2中的b图和c图分别是共阴极数码管和共阳极数码管内部原理图。 1.2 单个数码管的控制 我们以共阴极的数码管为例，先介绍如何控制一个8段数码管显示“0”－“F”16个数字或数字。 例1.1 单个数码管显示“0”－“F” 硬件电路设计 图1..4 单个LED数码管控制电路 图1.3 单个数码管显示控制电路 由于51单片机I/O高电平驱动能力有限，故在数码管与单片机之间串入锁存器74HC573，增加段的驱动能力,段限流电阻330Ω。 2）软件设计 为了获得“0”－“F”16个不同字符，数码管各段所加的电平不同，因此I/O口输出的编码也不同。因此首先要建立一个编码表，见表3.1。 表3.1 LED数码管字型字段编码表 字 型 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 共阴极 共阳极 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H 6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H 9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H A 0 1 1 1 0 1 1 1 77H 88H b 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH 83H C 0 0 1 1 1 0 0 1 39H C6H d 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH A1H E 0 1 1 1 1 0 0 1 79H 86H F 0 1 1 1 0 0 0 1 7EH 8EH 有了字型段码对照表，就可以用软件的方式进行8段码的译码。如要显示字型“1”，P0输出值为0x06；显示字型“2”，P0口输出值为0x5B。 #includereg51.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define port_seg P1 uchar code seg_7[]={0x3f,0x06