《秒表的设计与制作》PPT课件.ppt

2019/4/20,1,学习目标,知识目标,了解数码管的基础知识。 熟悉LED静态显示电路和显示程序的设计方法。 掌握LED动态显示电路和动态扫描显示程序的设计方法。 进一步掌握中断系统和定时器的应用。,学习目标,能力目标,能进行单片机数码管显示系统设计。 会使用单片机的开发工具。 能完成秒表的设计、制作与调试。,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态，常用的显示器有LED数码管、点阵显示器和液晶显示器。,项目要求,利用单片机和2位数码管制作一个秒表。 1、显示时间为0099s，每秒自动加1； 2、开机时显示“00”； 3、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，秒表停止计时；当第三次按下按键松开时，秒表复位。,项目要求,电路图,一、数码管简介,1. 数码管的结构及工作原理,单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED: 共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的,要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“0”)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限流电阻。,2. 数码管的编码方式,一、数码管简介,共阴极和共阳极的字段码互为反码 。,LED数码管的字形码表,一、数码管简介,二、显示程序的任务,1、设置显示缓冲区，存放待显示数据和字符。 2、显示译码：程序存储器中建立字形码常数表，查表得出对应数据和字符的字形码。 3、输出显示：输出字形码到显示端口。,例：电路如图所示，要求数码管依次显示0F，每位数字显示1S。设晶振频率为12 MHz。,（一）绘制程序流程图 本项目中要显示的数字或符号的段码在编写程序时给出，故使用查表程序结构形式实现。,二、显示程序的任务,解：,ORG 00H SJMP START ORG 0030H START:MOV P1, #0FFH ;数码管的8段LED全暗 ST1: MOV DPTR, #TAB MOV R0, #0 ;显示初值 ST2: MOV A, R0 ACALL SEG7 ;根据显示数字查显示码 MOV P1, A ;显示码送P1口显示 ACALL DELAY ;延时1s INC R0 ;显示数字加1 CJNE R0,#10h,ST2 ;16个数没显示完转ST2 SJMP ST1 ;16个数显示完转ST1,循环显示,二、显示程序的任务,DELAY: MOV R7, #10 ;1S延时子程序 D1: MOV R6, #200 D2: MOV R5, #250 DJNZ R5, $ DJNZ R6, D2 DJNZ R7, D1 RET,二、显示程序的任务,SEG7: MOVC A, A+DPTR ;数字转换为显示码 RET TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ;03的共阳型显示码 DB 99H,92H,82H,0F8H ;47的共阳型显示码 DB 80H,90H,88H,83H ;8B的共阳型显示码 DB 0C6H,0A1H,86H,8EH ;CF的共阳型显示码 END,练习：在“Proteus软件”中绘制电路图。用“Keil”模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将“.HEX”文件装载到Proteus中，观察程序运行结果。,二、显示程序的任务,三、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,段选：显示什么字符,位选：哪位显示,三、显示方式,1. 静态显示,各数码管的段选线分别接一个8位的并行I/O口； 数码管在显示某一字符时，只要通过相应的I/O口送出该字符的字形码。,例：编程在两个LED数码管上显示数字“1”“2”,MOV P0，#0F9H MOV P2，#0A4H,三、显示方式,例：用静态显示方式实现099s运行的秒表,解：设计思路： （1）秒信号的产生。 （2）计数器：每过1s计数器加1，加到99就停止。 （3）把计数器的值转换成十进制并显示。,比较指令,除法指令,三、显示方式,用一个50ms的定时器定时20次。,三、显示方式,本任务可以划分成以下几个功能程序模块： 主程序：定时器、中断、内存单元初始化 DIS显示子程序：秒计数器的计数值转换成十进制数，并显示 SEG7段码转换子程序：十进制数转换成段码 定时中断服务程序：1S时间到，修改秒计数器,编程技巧：采用模块化的设计方法。,三、显示方式,各模块关系如下：,ORG 00H SJMP STAR ORG 1BH SJMP T1S QRG 30H STAR: MOV R2,#00 ；秒计数器 MOV R4,#20 ；50ms计数器 MOV IE,#88H MOV TMOD,#10H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1,三、显示方式,程序如下：,LOOP:ACALL DIS SJMP LOOP T1S: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H DJNZ R4,T1S1 MOV R4,#20 INC R2 CJNE R2,#99,T1S1 CLR TR1 T1S1: RETI,三、显示方式,DIS: MOV A,R2 MOV B,#10 DIV AB ACALL SEG7 MOV P0,A MOV A,B ACALL SEG7 MOV P2,A RET,三、显示方式,SEG7: INC A MOVC A,A+PC RET DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH END,三、显示方式,练习：在“Proteus软件”中绘制电路图。用“Keil”模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。将“.HEX”文件装载到Proteus中，观察程序运行结果。,要求秒表循环计时，程序如何修改？,静态显示的特点？,无闪烁，编程简单，占I/O线多。,三、显示方式,各数码管的段选线共用一个8位的并行I/O口，位选线分别由相应的I/O口控制； 显示时逐位扫描，即：从段选口送出某位的字形码，再选通该位，显示一段时间，再换下一位。,2. 动态显示,有闪烁，元器件少，占I/O线少，编程复杂。,动态显示的特点？,三、显示方式,例:8-1,简单程序流程,MOV P2,#0C0H,MOV P1,#0FEH,延时时间分别为10ms和1s有什么不同现象？,三、显示方式,例:8-1,循环程序流程,三、显示方式,ORG 0 SJMP STAR ORG 30H STAR: MOV P1,#0FFH ;关闭位选口 MOV P2,#0FFH ;关闭段选口 ST1: MOV R0,#0 ;计数器预设为0 MOV R1,#0FEH ;选通P1.0控制的显示器 ST2: MOV A,R0 ;将R0中数字转换为显示码 ；从P2口输出 LCALL SEG7 CPL A ;取反,三、显示方式,MOV P2,A MOV A,R1 ;位选通：P1 MOV P1,A LCALL DLY10 ;延时10MS MOV P1,#0FFH ;关断位选通 INC R0 ;计数+1 CJNE R0,#4H,ST3 ;四位是否扫描完？ SJMP ST1 ;03扫描完，重新开始 ST3: MOV A,R1 ;03依次显示 RL A MOV R1,A SJMP ST2,三、显示方式,DLY10:MOV R7,#20 ;延时10MS MOV R6,#248 DLY1: DJNZ R6,$ DJNZ R7,DLY1 RET SEG7: INC A ;将数字转换为显示码 MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH ;共阴极段码：0,1,2,3 DB 66H,6DH,7DH,07H ;4,5,6,7 DB 7FH,6FH,77H,7CH ;8,9,A,B DB 39H,5EH,79H,71H ;C,D,E,F END,三、显示方式,四、秒表的设计,1. 硬件设计,元器件清单,四、秒表的设计,练习：搭建秒表的硬件平台。注意测量所选数码管的类型和引脚。,四、秒表的设计,四、秒表的设计,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。一般10ms,四、秒表的设计,按键的抖动及去抖处理,去抖动的方法：硬件去抖 软件去抖,LOOP:JB P3.2, LOOP LCALL DE10 JB P3.2, LOOP LCALL KEY,四、秒表的设计,2. 软件设计,本任务可以划分成以下几个功能程序模块： 主程序：定时器、中断、内存单元初始化、按键的查询 KEY键处理子程序：统计按键次数，并进行相应处理 DIS显示子程序：秒计数器的计数值转换成十进制数，并显示 SEG7段码转换子程序：十进制数转换成段码 DLY10延时子程序：去抖、动态扫描时间 定时中断服务程序：1S时间到，修改秒计数器,各模块关系如下：,四、秒表的设计,内存单元分配：,四、秒表的设计,ORG 00H LJMP STAR ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H STAR:MOV R0,#0 MOV R1,#0 MOV R2,#0 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H,SETB EA SETB ET0 LOOP:LCALL DIS JB P3.2, LOOP LCALL DLY10 JB P3.2, LOOP JNB P3.2, $ LCALL KEY AJMP LOOP,四、秒表的设计,KEY: INC R2 CJNE R2,#1,KEY2 SETB TR0 RET KEY2:CJNE R2,#2,KEY3 CLR TR0 RET KEY3:CJNE R2,#3,BACK MOV R0,#0 MOV R1,#0 MOV R2,#0 BACK:RET,TIME0:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H INC R0 CJNE R0,#20,I_RET MOV R0,#0 INC R1 CJNE R1,#100,I_RET MOV R1,#0 I_RET:RETI,四、秒表的设计,DIS: MOV A,R1 MOV B,#10 DIV AB MOV P2,#11111101B ACALL SEG7 MOV P0,A LCALL DLY10 MOV P2,#11111110B MOV A,B ACALL SEG7 MOV P0,A LCALL DLY10 RET,DLY10:MOV R7,#20 DLY1: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R7,DLY1 RET SEG7: INC A MOVC A,A+PC RET DB 0C0H,0