基于单片CPU的8LED显示电子码表设计及扩展

南京邮电大学通信与信息工程学院课程设计实验报告实验名称基于单片CPU的8LED显示电子码表设计班级学号BXXXX 姓名___ ____ XXX _ _________ 指导老师___ XXXXXXXXXX ____开课时间 2011/2012 学年，第二学期__________课程设计实验报告1.1 实验目的在理论课程的基础上，重点培养动手能力，通过电路设计，理论计算，实际编程，调试，测试，分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作。

通过proteus软件的使用，能够较全面的了解单片机的原理和结构组成，单片机系统的扩展应用，较好的掌握单片机的汇编语言程序设计和硬件结构设计，通过实验了解单片机系统研制中的软件，硬件设计和系统程序调试等的全过程，掌握应用单片机系统设计解决实际问题的方式和方法。

巩固单片机的课堂所学。

1.2 实验课题和基本要求课题：基于单片ＣＰＵ的8LED显示电子码表设计基本要求：1 设计秒表功能，精度为0.01秒。

2 可同时记录和存储10个秒表数据。

（连续记录并显示已存储记录数）3 秒表记录数据查询和清除功能(能分辨次和时间对应关系)。

4 按键声音提示功能发挥部分：1 外部脉冲数据记录(一信道，快速脉冲信号)。

2 外部记录触发信号输入(二信道，慢速存储信号)3 自动存储和手动回放。

动态显示格式：自定1.3 实验设备：硬件：微机（Windows XP）软件：Proteus 7.5 sp3 ，Keil uVersion31.4 .1 设计思路：根据实验给出的要求，我们选择了8LED进行动态显示。

并通过按键切换不同的功能，来达到分别显示各种要求的动态效果。

同时，对于按键我们在每次按键按下时判断是否由于抖动还是真的按下。

而抬起时，还要判断是否按键抬起，来正确的实现功能。

显示部分LED显示的数据由显示缓冲区单元中的数据决定，每按下按键保存数据，待计数完成后，按下按键可现示每次的数据。

因为延时是用软件做的，所以精度通过选择适当的晶振来实现。

声音提示功能通过按钮和蜂鸣器连接，每按一次响一次。

原理图：（1）AT89C52为8 位通用微处理器，采用工业标PDIP封装的AT89C52引脚图准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。

功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。

主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。

RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。

VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。

P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中P3控制位选，P2控制段选，P1^0控制开始计数、P1^1控制记录成绩。

（2） LED数码管显示说明由于系统要显示的内容比较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。

LED有共阴极和共阳极两种。

如图所示。

二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。

一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a～g，另一个小数点为dp发光二极管。

当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。

为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。

g f com a bfeddp c bage d com c dp本设计采用8LED 7SEG-MPX8-CA-BLUE,是共阳极各段码位的对应关系段码位 D7 D6D5D4D3D2D1D0显示段 dpgfedcba1.4.2 流程图：NO开始初始化 外部K 启动计时，n=1 Save>10 K1保存数据,save++ Save=10 每按一次K1显示数据显示FULL ，回放数据按K清零再按K重新计数1.4.3发挥部分：（1）外部脉冲数据记录(一信道，快速脉冲信号)外部记录触发信号输入(二信道，慢速存储信号)可以利用单片机的定时器可以工作在外部脉冲信号的计数方式，比如我们可以用定时器来测试外部输入的脉冲信号的脉冲宽度，例如输入一个数字信号01110111。

该数字信号接入T0Pin，即可编程测试出该3个1来。

;外部脉冲宽度(在5到250ms)之间，测量存放在R0。

程序如下。

#include "reg51.h"#include <absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code DispTab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0x0f8,0x80,0x90,}; void delay(uchar ms){uchar t;while(ms--);{for(t=1;t<=120;t++);}}void inter0() interrupt 0{TH0 = 0;TL0 = 0;}void main(){long int n;long int gw,sw,bw,qw,ww,qww;EA=1;EX0=1;IT0=1;TMOD = 0X05;TH0 = 0;TL0 = 0;TR0 = 1;while(1){n=TH0*256+TL0;gw=n%10;sw=n%100/10;bw=n%1000/100;qw=n%10000/1000;ww=n%100000/10000;qww=n%1000000/100000;P2=0x80;P0=DispTab[gw];delay(5);P2=0x40;P0=DispTab[sw];delay(5);P2=0x20;P0=DispTab[bw];delay(5);P2=0x10;P0=DispTab[qw];delay(5);}}将两个程序结合在一起。

（2）结合基于单片ＣＰＵ的８ＬＥＤ显示电子琴设计，将提示声音改为电子琴声音。

1.5 实验电路图操作使用说明：按K开始计时，再按一次暂停，如果想重新计时第三次按K清零，第四次按K 重新计时。

正常计时时每按一次K1存储一个数，存满10个后若想再存数据，根据题目要求计10个数，再按K1则显示FULL并自动显示第一个成绩，显示结束后按K清零后可重新计时。

1.6 部分结果图：从左到右，第一二位表示分，三四位表示秒，五六位计数，七八位表示存储数。

按下K开始跑表：第一次计数：第八次计数：第十次计数：闪动显示存满：FULL第一个数据：第二个数据：再次按K数据清零：测脉冲宽度：开始测宽度：按清零键后：1.7 C语言编程（将两个程序结合在一起实现码表和测外部脉冲宽度功能）/******************************************************功能说明：99马表，可实现记录10人成绩，和记录外部脉冲数接线说明：P0控制位选123（通过排阻），P2控制段选abc，P1^4启动计数功能，P1^0控制开始计数、P1^1控制记录成绩；P1^2启动测脉冲功能，P3^2脉冲数清零。

******************************************************/#include<reg52.h>#include <absacc.h>#define S P3sbit k=P1^0;sbit k1=P1^1;sbit k2=P1^4;sbit k3=P1^2;sbit k4=P3^2;unsigned int n,i,j;unsigned int hour=0;unsigned int min=0;unsigned int second=0;unsigned int save=0;unsigned char code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};unsigned char table1[10][3]={{0,0,0},{0,0,0}}; //储存成绩//-------------------延时-------------------------//void delay(unsigned int delaytime){while(delaytime--);}//-------------------数码管显示------------------//void display(){S=0x01;delay(5);P2=table[hour/10]; delay(500);S=0x02;delay(5);P2=table[hour%10]&0x7f;delay(500);S=0x04;delay(5);P2=table[min/10]; delay(500);S=0x08;delay(5);P2=table[min%10]&0x7f;delay(500);S=0x10;delay(5);P2=table[second/10]; delay(500);S=0x20;delay(5);P2=table[second%10]; delay(500);S=0x80;delay(5);P2=table[save%10]; delay(500);S=0x40;delay(5);P2=table[save/10]; delay(500);}//--------------------初始化--------------------------//void t0nit(){TMOD=0x01; //00000001,16位定时模式TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;}//-------------------中断---------------------------//void timer0() interrupt 1{if(n==1) //按下按键k，开始计时{second++;if(second==100){min++;second=0;if(min==60){hour++;min=0;if(hour==60){hour=0;min=0;second=0;}}}if(k1==1&&i<10) //按下按键k1，记录成绩{delay(500); //确保按键处于高电平状态if(k1==1){table1[i][0]=hour;table1[i][1]=min;table1[i][2]=second;i++;save++;}while(k1==1); //检验按键释放}}TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;}void main(){if(k2==0){t0nit();while(1){ if(k==0){delay(500);if(k==0){n++;}while(k==0);}if(n<3&&j<10) //再次按下k，停止计数{if(k1==1){delay(500);if(k1==1) //显示成绩{hour=table1[j][0];min=table1[j][1];second=table1[j][2];delay(10000);j++;save++;if(save>10){n++;S=0x01;delay(5);P2=0x8e;delay(500000000);S=0x02;delay(5);P2=0xc1;delay(500000000);S=0x04;delay(5);P2=0xc7;delay(500000000);S=0x08;delay(5);P2=0xc7;delay(500000000);}while ( save>10){save=save%10;}}while(k1==1);}}if(n==3) //第3次按下k，归零{second=0;min=0;hour=0;save=0;for(i=0;i<10;i++){table1[i][0]=0;table1[i][1]=0;table1[i][2]=0;}i=0;j=0;}if(n==4) //第4次按下k，计数{n=1;TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;}display();}}if(k3==0){long int m;long int gw,sw,bw,qw,ww,qww;EA=1;EX0=1;IT0=1;TMOD = 0X05;TH0 = 0;TL0 = 0;TR0 = 1;while(1){m=TH0*256+TL0;gw=m%10;sw=m%100/10;bw=m%1000/100;qw=m%10000/1000;ww=m%100000/10000;qww=m%1000000/100000;P3=0x80;P2=table[gw];delay(500);P3=0x40;P2=table[sw];delay(500);P3=0x20;P2=table[bw];delay(500);P3=0x10;P2=table[qw];delay(500);}if(k4==0){TH0 = 0;TL0 = 0; }}}1.8 实验小结初学单片机，对所学知识掌握不够全面，这次的系统设计有点粗糙，正所谓困难重重，刚好有个电子钟的课程设计，就按照它的设计过程的思想作为参考，本想把所学知识全应用起来，做一个带创新的思路的系统设计，但是还是没有头绪。