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1、定时器数码管显示与花样流水灯设计报告物理学院刘雄59摘要：本次设计以单片机为核心，利用单片机定时器功能实现0到59秒在数码管上显示, 通过按键控制花样流水灯的显示样式。本文将浅谈一下其实现的功能及具体模式。关键词：单片机；数码管；LED;引言：随着科技的发展和进步，自动控制系统口益完善，但是这些都离不开芯片，可以这样 说没有芯片存在，就不可能有今天的科技成果。本设计将基于单片机AT89C51控制60秒定 时器，同时通过程序编写实现流水灯显示。流水灯的样式变化多样，并通过按键可控流水灯 显示样式，从而给人于美的感觉体验。一，系统设计目的，功能。1、目的。基于AT89S51芯片，熟悉芯片的使用，实
2、验电路板的焊接，数码显示管的使用， C语言编程的设计。提高动手设计能力以及发现问题并且解决问题的能力。2、功能。在使用12MHZ晶振的条件下，用T1产生50ms定时，两个7段LED数码管从“00” 开始显示，每Is加1,到达“59”后，再从“00”开始，完成60s定时功能。通过按键控制 8位流水灯的动态显示样式，按键一次，就有不同的显示样式，总共有4种动态显示样式， 按键按下4次后回归到第一次的显示样式，就这样不断循环往复的过程，需说明，流水灯点 亮的同时也不影响定时器计时。3、用途。数码管计时器可用于十字路I I作为交通灯使用，以便保障交通畅通有序，缓解交 通车流。流水灯的变换样式显示，点缀
3、多彩生活，降低人们的视觉疲劳，可以在车站，或用 于广告制作使用。二、硬件设计思想和电路原理图1. 卜图为数码管驱动显示电路原理图：点/CC I LBSTBVQA QB QC OD QE QT QGL>B451122DR2 .下图为硬件连接框架图硬件连接框架图3、硬件连接原理图- FCM 13HJOAOT MJ llXDI MJ2XW roaxw M)41XD2W F3WF221D F20CM1 F212 F2S13 F20U ，泌13Qg。 5/UD 河布 ，却 STT ，JVTO ，5l 3TT三，详细说明如何使用硬件单元1,七段数码管（共阴极）的使用。该显示管总共有10个引脚，包括a-
4、g和dp以及二个位选为wel,we2o将a-f分别与4511芯 片的QA-QG连接，wel,we2分别与AT89C51的引脚P3.2,P3.3连接。数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻：b、使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定 c、使用电流：静态：总电流80111A （每段10mA）：动态：平均电流4-5mA峰值电流100mA 数码管使用注意事项说明：（1）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角：（2 ）焊接温度：2 6 0度；焊接时间：5 S具体引脚图如下： a| : :b|wei|we2| : |:2, 4511芯片的连接。芯片的引脚BI,LT 一同接到电源的正
5、极，引脚LE接地，引脚A,B,C,分别 接到单片机的P2. 0, P2. 1, P2. 2, P2. 3引脚。具体引脚如下图所示：AL A2 CT n LE A3 M GND四、设计参考程序#iiiclude#define uchar unsigned char#define umt unsigned mtsbit wel=P3A2;sbit we2=P3A3;sbit kl=P3Al;uchai code table=Oxfe.Oxfd,Oxfb,Oxf7,Oxef,Oxdf,Oxbf,Ox55,Ox7f,Oxbf,Oxdf.Oxef.Oxf7,Oxfb,Oxfd.Oxaa,Oxaa.Ox5
6、5,0xaa,0x5 5,0xaa,0x5 5,0xaa.0x00,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0x00;uchar n,count,all,b,c,d,i,j=O;umt shi,ge,g,h;void delaynis(uint a) 延时程序( umtx,y;fdr( x=a;x0;x)for(y=113;y0;y-); _void display(uint num) 数码管显示程序( we2=l;we 1=0;shi=nuin/0;P2=shi;delayms(5);wel=l;we2=0;ge=num%10;P2=ge;delayms(5);
7、void niainQ( TMOD=OxlO;THl=(65536-50000)/256;/ 装入初值TLI=(6553650000)%256;EA=1;ET1=1;TR1=1;count=0;Pl=0XFF;b=0xfe;P2=0XFF;wlule(l) iRkl=O)( delayms(lO); /按键消抖，大概需要10毫秒 if(kl=O)( for(i=0;i0;d-) for(c=l;c0;c-) display(count);Pl=tablei+j;j+=8；if(J=32)j=。；wlule(!kl)等待按键释放display(count);else( display(count
8、);void T l_timeQ mtenupt 3( THl=(65536-50000)/256;TLl=(65536-50000)%256;n+;if(n=20)(n=0;count+;if(count=60)count=0;五、系统设计效果显示图六、部分芯片资料1、AT89S51 芯片AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP（ln-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的 高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内 集成了通用
9、8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51 4 为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的 随机存取数据存储器（RAM） , 32个外部双向输入/输出（I/O） II, 5个中断优先级2层 中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信I I,看门狗（WDT）电路, 片内时钟振荡器此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲 模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行II,外中断系统可继续工作
10、，掉电模 式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该 芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性：.兼容MCS-51指令系统4k 4反复擦写（1000 次）ISP Flash ROM32个双向I/O I I4.5-5.5V I作电压2个16位可编程定时/计数器时钟频率0-33MHZ全双工UART串行中断II线128x8bit 内部 RAM2个外部中断源低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式3级加密位看门狗（WDT）电路软件设置空闲和省电功能灵活的ISP字节和分页编程双数据寄存器指针.看门指（WDT）电路的主要是实
11、现复位功能.当单片机运行出现死循环时，看门 狗（WDT）电路可以起保护功能，实现复位作用.PDIIPP10EP1.1E P1.2C P1 3E P1.4 匚 Masi) P1.5 匚 MISO) P1.6 r (SCKJP17ERSIC 仰PM匚 ECQ P3.1 r (INTOj P3.2 匚 INTI P3.3 匚 4TQ R3.4 C T1J P3.5 匚 ZIP 顷 AM) J P2.S(A13 P*4 A12) P?.3(Ain P?.2(A1Q P?1 (A91 P2 0(A&j2、4511BCD码数码管译码器CC4511是BCD7段所存译码驱动器，在同一单片结构上由COS/MOS
12、逻辑器件和 n-p-n双极型晶体管构成。这些器件的组合，使CC45U具有低静态耗散和高抗干扰及源 电流高达25mA的性能。由此可直接驱动LED及其它器件。LT、BI、LE输入端分别检 测显示、亮度调节、存储或选通一 BCD码等功能。当使用外部多路转换电路时，可多路转 换和显示几种不同的信号。具体功能表如下图所示：LEbFLTD C A t C 1, f .XXOX XX X1 11 1 t 11BX01X XX Xo O 0 0 0 0.0Urrk011o oo o1 1 1 1 1 1 oZ7o11o oO 1O 11 O O O 0/o1100101 10 11 O 1o11o o111
13、T Y 1 O O 1011O 1000 11 O O 11o19O 1O 1T o 110 11o11O 110O O 111110110 t111 1 T O O O Oo1V1 oo o1 111111011100 V1 11 0 O 11o111 o1 oO O O 0 O 0 oBlank0111 o11O O O 0 O 0 0011100O 0 0 0 O 0 oBlaokD111 tO 1O O O 0 0 o oBlanko1111100 00 0 0 0 0Blanko1111t 1O 00 O O 0 0Blank1t1X XX XTRUTH TABLEX = Dor.on BCD ccxSe prrviouslyapplied wtMn LE = O
