基于單片機的LED數碼顯示秒表設計

朱楓+彭森

摘 要：21世紀是一個電子技術和電子元件有更大發展的世紀。回顧百年來電子技術和電子工業發展的成就，舉世矚目。作為一個電氣專業的大學生，我們不但要有扎實的基礎知識、課本知識，還應該有較強的動手能力。現實也要求我們既精通電子技術理論，更要掌握電子電路設計、實驗研究和調試技術。課程設計就是一個理論聯系實際的機會。本次設計主要完成具備基本功能的電子秒表的理論設計，電子秒表是重要的記時工具，廣泛運用于各行各業中。作為一種測量工具，電子秒表相對其它一般的記時工具具有便捷、準確、可比性高等優點，不僅可以提高精確度，而且可以大大減輕操作人員的負擔，降低錯誤率。在設計中應用到數碼管，數碼管主要用于樓體墻面，廣告招牌、高檔的DISCO、酒吧、夜總會、會所的門頭廣告牌等。特別適合應用于廣告牌背景、立交橋、河、湖護欄、建筑物輪廓等大型動感光帶之中，可產生彩虹般絢麗的效果。 用護欄管裝飾建筑物的輪廓，可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事實證明，它已經成為照明產品中的一只奇葩，綻放在動感都市。

關鍵詞：單片機；定時器；LCD顯示

1 引言

應用AT89C51的定時器設計一個2位的LED數碼顯示作為“秒表”：顯示時間為00～99s，每秒自動加1，設計一個“開始”鍵，按下“開始”鍵秒表開始計時。設計一個“復位”鍵，按下“復位” 鍵后，秒表從0開始計時。

2 秒表的工作原理

LED數碼管（LED Segment Displays）是由多個發光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數碼管常用段數一般為7段有的另加一個小數點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。LED數碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數碼管內部引腳圖。

3 方案設計

該實驗要求進行計時并在數碼管上顯示時間，則可利用DVCC系列單片機微機仿真實驗系統中的芯片8032（芯片的功能類似于芯片AT89C51，其管腳功能也和AT89C51的管腳功能類似）中的P3.2管腳做為外部中斷0的入口地址，并實現“開始”按鍵的功能；將P3.3做為外部中斷1的入口地址，并實現“清零”按鍵的功能；將P3.0做為數據信號DATA輸入的入口地址；將P3.1做為時鐘信號CLK輸入的入口地址。定時器T0作為每秒加一的定時器；定時器T1作為“快加”鍵的定時器。其中“開始”按鍵當開關由1撥向0（由上向下撥）時開始計時；“清零”按鍵當開關由1撥向0（由上向下撥）時數碼管清零，此時若再撥“開始”按鍵則又可重新開始計時。

圖1為7段兩位帶小數點10引腳的LED數碼管。

4 結論

本系統采用AT89C51單片機為中心器件，利用其定時器/計數器定時計數的原理，結合硬件電路如電源電路，晶振電路，復位電路和顯示電路，以及一些按鍵電路等來設計計數器，將軟硬件有機結合起來，其中軟件系統采用匯編語言編寫程序，包括顯示程序，計數程序，中斷，硬件系統利用Protues強大的功能來實現，簡單易于觀察，在仿真中就可以觀察到實際的工作狀態。

參考文獻

[1] 張友德. 單片微型機原理、應用與實驗[M].上海：復旦大學出版社， 2005.

[2] 閆玉德. 單片微型計算機原理與設計[M].北京： 中國電力出版社， 2010.

[3] 余永權. MCS-51系列單片機實用接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版， 1993.

[4] 王守中. 51單片機開發入門與典型實例[M].北京：人民郵電出版社， 2007.

[5] 薛小鈴. 單片機接口模塊應用與開發實例詳解[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2010.

[6] 李光飛. 單片機C程序設計實例指導[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2005.

[7] 樓然苗. 51系列單片機設計實例[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2003.

[8] 李光飛. 單片機課程設計實例指導[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2004.

作者簡介

朱楓，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生

通訊作者（指導老師）

彭森，邵陽學院信息工程系教師