秒表的设计（课堂PPT）

1、Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20221Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022利用单片机和数码管制作一个秒表。利用单片机和数码管制作一个秒表。项目要求项目要求Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3

2、/24/20223/24/2022 在单片机应用系统中，通常要使在单片机应用系统中，通常要使用显示器作为输出设备显示系统的状用显示器作为输出设备显示系统的状态，常用的显示器有态，常用的显示器有LEDLED数码管、点阵数码管、点阵显示器和液晶显示器。显示器和液晶显示器。项目要求项目要求Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022学习目标学习目标知识目标知识目标v 了解数码管的基础知识。了解数码管的基础知识。v 熟悉熟悉LEDLED静态显示电路和显示程序

3、的设计方法。静态显示电路和显示程序的设计方法。v 掌握掌握LEDLED动态显示电路和动态扫描显示程序的设动态显示电路和动态扫描显示程序的设计方法。计方法。v 进一步掌握中断系统和定时器的应用。进一步掌握中断系统和定时器的应用。 Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022学习目标学习目标能力目标能力目标v 能进行单片机数码管显示系统设计。能进行单片机数码管显示系统设计。v 会使用单片机的开发工具。会使用单片机的开发工具。v 能完成秒表的设计、制作与调

4、试。能完成秒表的设计、制作与调试。Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022一、数码管简介一、数码管简介1. 1. 数码管的结构及工作原理数码管的结构及工作原理Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022 单片机系统扩展单片机系统扩展LEDLED数码管时数码管时多用多用共阳共阳LEDLED: : 共阳数码

5、管每个段笔画是用低电平共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)(“0”)点点亮的亮的, ,要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平用高电平(“1”)(“1”)点亮的，要求驱动功率较大。点亮的，要求驱动功率较大。 通常每个笔段要串一个数百欧姆的通常每个笔段要串一个数百欧姆的限流电阻限流电阻。2. 2. 数码管的编码方式数码管的编码方式代码位代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段显示段dpgfedcba一、数码管简介一、数码管简介Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计

6、与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022共阴极和共阳极的字段码互为反码共阴极和共阳极的字段码互为反码 。显示字符显示字符共阳极共阳极字段码字段码共阴极共阴极字段码字段码显示字符显示字符共阳极共阳极字段码字段码共阴极共阴极字段码字段码0 0C0HC0H3FH3FH9 990H90H6FH6FH1 1F9HF9H06H06HA A88H88H77H77H2 2A4HA4H5BH5BHB B83H83H7CH7CH3 3B0HB0H4FH4FHC CC6HC6H39H39H4 499H99H66H66HD DA1HA1H5EH5EH5 592H92H6DH6DHE E8

7、6H86H79H79H6 682H82H7DH7DHF F8EH8EH71H71H7 7F8HF8H07H07H“灭灭”FFHFFH00008 880H80H7FH7FHLEDLED数码管的字形码表数码管的字形码表一、数码管简介一、数码管简介Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022二、显示程序的任务二、显示程序的任务1 1、设置显示缓冲区，存放待显示数据和字符。、设置显示缓冲区，存放待显示数据和字符。2 2、显示译码：、显示译码：程序存储器程序存

8、储器中建立字形码常数表，中建立字形码常数表，查表查表得出对应数据和字符的字形码。得出对应数据和字符的字形码。3 3、输出显示：输出、输出显示：输出字形码字形码到显示端口。到显示端口。Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022二、显示程序的任务二、显示程序的任务例：例：电路如图所示，要求数码管依次显示电路如图所示，要求数码管依次显示0 0F F，每位数字，每位数字显示显示1S1S。设晶振频率为。设晶振频率为12 MHz12 MHz。Created b

9、y XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022二、显示程序的任务二、显示程序的任务解：解： ORG00H SJMPSTART ORG0030HSTART:MOVP0, #0FFH;数码管的数码管的8段段LED全暗全暗 MOVDPTR, #TABST1: MOVR0, #0;显示初值显示初值ST2: MOVA, R0 MOVCA, A+DPTR;根据显示数字查字形码根据显示数字查字形码 MOVP0, A;字形字形码送码送P0口显示口显示 ACALLDELAY;延时延时1s

10、 INCR0;显示数字加显示数字加1 CJNE R0,#10h,ST2 ;16个数没显示完转个数没显示完转ST2 SJMPST1;16个数显示完转个数显示完转ST1,循环显示循环显示Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022二、显示程序的任务二、显示程序的任务DELAY: MOVR7, #10;1S;1S延时子程序延时子程序D1: MOVR6, #200D2: MOVR5, #250 DJNZR5, $ DJNZR6, D2 DJNZR7, D1

11、RETTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ;0;03 3的共阳极字形码的共阳极字形码 DB 99H,92H,82H,0F8H ;4;47 7的共阳极字形码的共阳极字形码 DB 80H,90H,88H,83H;8;8B B的共阳极字形码的共阳极字形码 DB 0C6H,0A1H,86H,8EH;C;CF F的共阳极字形码的共阳极字形码 ENDCreated by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022练习：练习：在在“ProteusProteus软件

12、软件”中绘制电路图。用中绘制电路图。用“Keil”Keil”模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将“.HEX”.HEX”文文件装载到件装载到ProteusProteus中，观察程序运行结果。中，观察程序运行结果。二、显示程序的任务二、显示程序的任务Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022三、显示方式三、显示方式多位数码管的两种显示方式：多位数码管的两种显示方式：静态显示和动态显示静态显示和动态显示 a b dpC

13、OM a b dpCOM a b dpCOMa f b g e c d dp 段选控制段选控制位选控制位选控制段选：段选：显示什么字符显示什么字符位选：位选：哪位显示哪位显示Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022三、显示方式三、显示方式1. 1. 静态显示静态显示 各数码管的位选控制线各数码管的位选控制线连在一起连在一起接接+5V+5V（地地）；）； 各数码管的段选控制线各数码管的段选控制线分别分别接一个接一个8 8位的并行位的并行I/OI/O

14、口；口；Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022三、显示方式三、显示方式1. 1. 静态显示静态显示 数码管在显示某一字符时，只要通过相应的数码管在显示某一字符时，只要通过相应的I/OI/O口送口送出该字符的字形码。出该字符的字形码。例：例：编程在两个编程在两个LEDLED数码管上显示数字数码管上显示数字“1”“2”1”“2” ORG0000H SJMPSTART ORG0030HSTART:MOVP0，#0F9H MOVP2，#0A4H END

15、Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022练习：练习：在在“ProteusProteus软件软件”中绘制电路图。用中绘制电路图。用“Keil”Keil”模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将“.HEX”.HEX”文文件装载到件装载到ProteusProteus中，观察程序运行结果。中，观察程序运行结果。静态显示的特点？静态显示的特点？无闪烁，编程无闪烁，编程简单，占简单，占I/OI/O线线多。多。三、显示方式三、显

16、示方式Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/20222. 2. 动态显示动态显示三、显示方式三、显示方式 各数码管的各数码管的段选控制线段选控制线共共用用一个一个8 8位的位的并行并行I/OI/O口，口，位选控制线分位选控制线分别由相应的别由相应的I/OI/O口控制；口控制；Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24

17、/2022三、显示方式三、显示方式2. 2. 动态显示动态显示例：例：编程在两个编程在两个LEDLED数码管上分别显示数字数码管上分别显示数字“1”“2”1”“2” 显示时显示时逐位扫描，逐位扫描，即：选通某位即：选通某位, ,从段选口送出该位的字形从段选口送出该位的字形码，显示一段时间，再换下一位。码，显示一段时间，再换下一位。Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022ORG000HSJMPSTARTORG0030HSTART:MOVP2, #0

18、FDH;选通选通P2.1所接的数码管所接的数码管;关断关断P2.0所接的数码所接的数码管管MOVP0, #0F9H;1的字形码送的字形码送P0口口LCALLDLY1MS;延时延时1msMOVP2, #0FEH;选通选通P2.0所接的数码管所接的数码管;关断关断P2.1所接的数码所接的数码管管MOVP0, #0A4H;2的字形码送的字形码送P0口口LCALLDLY1MS;延时延时1msSJMPSTART三、显示方式三、显示方式Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/2022

19、3/24/2022DLY1MS:MOV R7,#2; 1ms延时子程序延时子程序DLY:MOV R6,#250DJNZ R6,$DJNZ R7,DLYRETEND三、显示方式三、显示方式延时时间分延时时间分别为别为1ms1ms和和1s1s有什么不有什么不同现象？同现象？有闪烁，元器件少，占有闪烁，元器件少，占I/OI/O线少，编程复杂。线少，编程复杂。动态显示的特点？动态显示的特点？Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022 利用单片机和利用单片机

20、和2 2位数码管制作一个秒表。位数码管制作一个秒表。1 1、显示时间为、显示时间为0099s0099s，每秒自动加，每秒自动加1 1；2 2、开机时显示、开机时显示“00”00”；3 3、设置一个按键，当按键第一次被按下松开时，、设置一个按键，当按键第一次被按下松开时，秒表开始计时；当第二次按下按键松开时，秒表秒表开始计时；当第二次按下按键松开时，秒表停止计时；当第三次按下按键松开时，秒表复位。停止计时；当第三次按下按键松开时，秒表复位。四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表

21、的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022秒表总体设计框图秒表总体设计框图1. 1. 总体设计方案总体设计方案四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022四、秒表的设计四、秒表的设计2. 2. 硬件设计硬件设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022练习：练

22、习：按右按右图搭建秒表图搭建秒表的硬件平台。的硬件平台。注意测量所注意测量所选数码管的选数码管的类型和引脚。类型和引脚。四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022 设计思路：设计思路：（1 1）秒信号的产生。）秒信号的产生。（2 2）计数器：每过）计数器：每过1s1s计数器加计数器加1 1，加，加到到9999就停止就停止。（3 3）把计数器的值转换成十进制并显示。）把计数器的值转换成十进制并显示。（4 4）按键数的统计及

23、处理）按键数的统计及处理（5 5）按键去抖处理）按键去抖处理比较指令比较指令除法指令除法指令三、显示方式三、显示方式用一个用一个50ms50ms的定时器定的定时器定时时2020次。次。3. 3. 软件设计软件设计加加1 1、比较、比较指令指令Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022内存单元分配：内存单元分配：四、秒表的设计四、秒表的设计内存单元内存单元功能功能初值初值R0R050ms50ms计数器计数器00H00HR1R11s1s计数器计数器00

24、H00HR2R2按键次数统计按键次数统计00H00H3. 3. 软件设计软件设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022四、秒表的设计四、秒表的设计v 按键的抖动及去抖处理按键的抖动及去抖处理 按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象。按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象。一般一般10ms10ms 3. 3. 软件设计软件设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与

25、制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022四、秒表的设计四、秒表的设计v 按键的抖动及去抖处理按键的抖动及去抖处理 去抖动的方法：去抖动的方法： 硬件去抖硬件去抖 +5v+5v消除抖动电路消除抖动电路开关开关3. 3. 软件设计软件设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022四、秒表的设计四、秒表的设计v 按键的抖动及去抖处理按键的抖动及去抖处理 去抖动的方法：去抖动的方法： 软件去抖软件去抖LOOP:JB P3.2,

26、LOOPLCALL DLY10MSJB P3.2, LOOPJNB P3.2, $LCALL KEY3. 3. 软件设计软件设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022四、秒表的设计四、秒表的设计3. 3. 软件设计软件设计 本任务可以划分成以下几个功能程序模块：本任务可以划分成以下几个功能程序模块： 主程序：主程序：定时器、中断、内存单元初始化、按键的查询定时器、中断、内存单元初始化、按键的查询 KEYKEY键处理子程序：键处理子程序：统计按键

27、次数，并进行相应处理统计按键次数，并进行相应处理 DISDIS显示子程序：显示子程序：秒计数器的计数值转换成十进制数，并显示秒计数器的计数值转换成十进制数，并显示 SEG7SEG7段码转换子程序：段码转换子程序：十进制数转换成段码十进制数转换成段码 DLY10MSDLY10MS延时子程序：延时子程序：去抖去抖 DLY1MSDLY1MS延时子程序：延时子程序：动态扫描时间动态扫描时间 定时中断服务程序：定时中断服务程序：1S1S时间到，修改秒计数器时间到，修改秒计数器编程技巧：编程技巧：采用模块化的设计方法。采用模块化的设计方法。Created by XiangLiPing Created by

28、 XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022各模块关系如下：各模块关系如下：四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022ORG 00HLJMP MAINORG 000BHLJMP TIME0ORG 0030HMAIN:MOV R0,#0MOV R1,#0MOV R2,#0MOV TMOD,#01HMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0

29、HSETB EASETB ET0LOOP:LCALL DISJB P3.2, LOOPLCALL DLY10MSJB P3.2, LOOPJNB P3.2, $LCALL KEYAJMP LOOP四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022KEY: INCR2CJNE R2,#1,KEY2SETB TR0RETKEY2:CJNE R2,#2,KEY3CLRTR0RETKEY3:CJNE R2,#3,BACKMOV R0,#

30、0MOV R1,#0MOV R2,#0BACK:RETTIME0:MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HINC R0CJNE R0,#20,I_RETMOV R0,#0INC R1CJNE R1,#100,I_RETMOV R1,#0I_RET:RETI四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022DIS: MOVA,R1MOV B,#10 DIV AB MOVDPTR,#TAB MOVP2,#11111101B

31、 ACALL SEG7MOV P0,A LCALL DLY1MS MOV A,B MOV P2,#11111110B ACALL SEG7 MOV P0,A LCALL DLY1MSRETDLY10MS:MOV R7,#20D1: MOV R6,#248 DJNZR6,$ DJNZ R7,D1 RETDLY1MS:MOVR5,#2D2: MOVR4,#248 DJNZR4,$ DJNZR5,D2 RET 四、秒表的设计四、秒表的设计Created by XiangLiPing Created by XiangLiPing 2010 2010秒表的设计与制作秒表的设计与制作项目四项目四3/24/20223/24/2022