定时器数码管显示与花样流水灯设计报告

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，自动控制系统日益完善，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1s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口作为交通灯使用，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. 下图为数码管驱动显示电路原理图：

2．下图为硬件连接框架图

3、硬件连接原理图

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-g和dp以及二个位选为we1,we2。将a-f分别与4511芯片的QA-QG连接，we1,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80mA（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：２６０度；焊接时间：５Ｓ

具体引脚图如下：

2，4511芯片的连接。

芯片的引脚BI,LT一同接到电源的正极，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：

四、设计参考程序

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit we1=P3^2;

sbit we2=P3^3;

sbit k1=P3^1;

uchar code table[ ]=

{0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x55,

0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xaa,

0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x00,

0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0x00

};

uchar n,count,all,b,c,d,i,j=0;

uint shi,ge,g,h;

void delayms(uint a) //延时程序

{ uint x,y;

for( x=a;x>0;x--)

for(y=113;y>0;y--);

}

void display(uint num) //数码管显示程序

{ we2=1;

we1=0;

shi=num/10;

P2=shi;

delayms(5);

we1=1;

we2=0;

ge=num%10;

P2=ge;

delayms(5);

}

void main()

{ TMOD=0x10;

TH1=(65536-50000)/256;//装入初值

TL1=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET1=1;

TR1=1;

count=0;

P1=0XFF;

b=0xfe;

P2=0XFF;

while(1)

{ if(k1==0)

{ delayms(10); //按键消抖，大概需要10毫秒

if(k1==0)

{ for(i=0;i<8;i++)

for(d=113;d>0;d--)

{

{ for(c=1;c>0;c--)

display(count);

P1=table[i+j];

}

}

j+=8;

if(j==32)

{j=0;}

while(!k1) //等待按键释放

display(count);

}

}

else

{ display(count);

}

}

}

void T1_time() interrupt 3

{ TH1=(65536-50000)/256;

TL1=(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、A T89S51芯片

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-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可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）口，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个全双工串行通信口，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，串行口，外中断系统可继续工作，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可反复擦写(>1000次）ISP Flash ROM

· 32个双向I/O口

· 4.5-5.5V工作电压

· 2个16位可编程定时/计数器

·时钟频率0-33MHz

·全双工UART串行中断口线

· 128x8bit内部RAM

· 2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

. 看门狗（WDT）电路的主要是实现复位功能.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.

2、4511BCD码数码管译码器

CC4511是BCD－7 段所存译码驱动器，在同一单片结构上由COS/MOS 逻辑器件和n－p－n 双极型晶体管构成。这些器件的组合，使CC4511 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：

：