单片机定时器时钟

思路
1.硬件准备。

备齐所需硬件。

2.软件模拟或开发板演示。

3.软件编写。

4.问题提出与解决。

5.焊接电路。

一、硬件准备
1.四个按键。

用于调时、分、秒，一个备用。

2.单片机一片。

STC。

3.1602液晶电路。

1个液晶屏，1个10K电阻，1个10欧电阻，1个可变电阻。

4.排阻，10K。

5.晶振电路。

含1个晶振、2个30pF电容。

6.复位电路。

含1个按键、1个10K电阻，1个1K电阻，1个10uF电容。

7.电源电路。

电源接口、1个1K电阻，1个发光二极管，1个10uF电容。

购买：
10个按键，10个30pF电容，10个发光二极管，10个10uF电容，10个1K电阻，10个10K 电阻。

二、开发板模拟
1.初步设计：按直觉感受下设计过程，感知到存在的问题，以便提高关注度。

1）显示初始时间：给定初始显示值，如12:34:52，分别使用1、2、4、5、7、8数码管显示。

2）时间递增：用计时器计时，秒60则分进1，分60则时进1，时24则归零。

3）调时按键：用四个独立按键分别调时、分、秒，留一个备用。

4）复位归零：按复位按钮，则全部归零。

2.过程实施：根据直觉设想，分别实现模块功能并实际验证与修改
1）自由显示数码管：参照现有程序，阅读理解后直接拷贝。

①共阳极数码管如下图：
静态显示时，每个数码管需要1组8个I/O口，而实际需要六个数码管，显然不够。

译码器可以解决该问题。

②译码器实现动态显示数码管。

译码器三个输入端的8种组合，可以有8个输出端。

这样单片机的3个I/O口就可以完成一个数码管显示。

但是，要同时显示两个数码管，一个译码器是不可以解决的，这就需要两个译码器并能控制其通断，这就需要额外的I/O口。

为解决此问题，下面提出一个规划：功能：6个单片机I/O口，最多能同时显示8个数码管，这就需要9个译码器。

方法：3个单片机口用于控制1个译码器，这样就可以有8个接口，用于控制其它8个译码器通断，另外3个单片机口用于同时提供给8个译码器数值，而谁要显示，由1个译码器的输出口控制。

另外给予适当延时，以实现动态显示。

问题：这样就需要9个译码器，硬件需求比较大。

假设能控制数码管的接口，这样1个译码器就够了。

③多个数码管动态显示。

1个74HC138译码器，用于控制共阴数码管的位选取；1个74HC573锁存器，用于提供数码管数值。

控制开断时间，可实现多个数码管动态显示。

原理图如下：
原理简介：数码管共阴极位选由74HC138译码器控制，数据端由74HC573锁存器控制，单片机P0口控制锁存器数据端。

译码器输出互斥值以决定哪个数码管显示，依次循环来动态显示数码管。

P0口在每次循环赋予不同值，通过位选以传递给对应的数码管。

另外，也可以不用译码器，用P2口直接作位选控制。

2）程序编写：编写时钟显示程序，下载到开发板显示时钟。

①显示初始时间：12-34-52
建立一个数组，给8个数码管分别赋予对应值。

赋值给P0口，通过锁存器传递给数码管；再通过译码器以控制位选依次循环以动态显示。

小问题：1. 每个数值对应的16进制码是多少？（可根据已有程序查询）2. 译码器动态位选时有没有次序要求？（理论上应没有，实验时加以关注）
程序主体如下：
//数码管数值代码0-9
unsigned char code Disp_Tab[] =
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //段码控制
//建立数组，存储赋给P0口以传递到数码管的数值
Ledout[0]=Disp_Tab[1]; //值为1
Ledout[1]=Disp_Tab[2]; //值为2
Ledout[2]=Disp_Tab[10]; //值为-
Ledout[3]=Disp_Tab[4]; //值为4
Ledout[4]=Disp_Tab[6; //值为6
Ledout[5]=Disp_Tab[10]; //值为-
Ledout[6]=Disp_Tab[3]; //值为3
Ledout[7]=Disp_Tab[8]; //值为8
//循环依次将数值传递到数码管，再利用位选端逐次显示。

注意，每个值只能对应一个位选，否则会出现混乱
for( i=0; i<8; i++)
{
LE = 0; //输出使能，锁存器不输出数据
P0 = LedOut[7-i]; //硬件数码管为从右到左
LE = 1; //输出使能，锁存器将8位数据一口吐出
P2 = dispbit[i]; //使用查表法进行位选
delay(150); //扫描间隔时间太长会数码管会有闪烁感
}
LE = 0; //锁存器不输出数据
②按秒计时。

两种解决方案：一是递增整数，通过求余分别赋值到时分秒；二是进位法，秒到60分增1，分到60时增1。

计时方法有两种：一是用延迟函数，一般不太准，但可应付作业，且程序简单；二是用定时器，相对准确，且可拓展学习范围。

此处采用由简到难的顺利逐步实现，故先采用整数求余数和延迟函数。

整数求余：递增值为一整数allSCount，由延迟函数判定，约1秒递增依次，有现成程序。

对60求余得秒secCount，求除得总分allMCount，secCount对10求余为秒个位，对10求除为秒十位；allMinCount再对60求余得具体分minCount，继续求余得分个位，求除得分十位；对allMCount求除60得总时allHCount，再对24求余得具体时hourCount，对10求余得时个位，求除得时十位。

程序为：
int allSCount=0;//总秒数初始为0
int secCount=allSCount%60;//得具体秒数
Ledout[0]=Disp_Tab[secCount%10];//右1数码管为秒个位
Ledout[1]=Disp_Tab[secCount%10];//右2数码管为秒十位
int allMCount=allSCount/60;//得总分钟数
int minCount=allMCount%60;//得具体分钟数
Ledout[3]=Disp_Tab[minCount%10];//右4数码管为秒个位
Ledout[4]=Disp_Tab[minCount%10];//右5数码管为秒十位
int allHCount=allMCount/60;//得总小时数
int hourCount=allHCount%24;//得具体小时数
Ledout[6]=Disp_Tab[hourCount%10];//右6数码管为秒个位
Ledout[7]=Disp_Tab[hourCount%10];//右7数码管为秒十位
3）调时功能
①主要问题：1. 如何捕捉按键？（从按键扫描入手或可解决）2. 如何实现选中时、分、秒的闪烁以提示调时选项？3. 如果为了解决问题1，则要求实时扫描按键，那如何避免它与时钟计时程序冲突呢？因为实时扫描时不能做其他事情。

（假设计时程序运行很快，设置扫描标志，比如按键按零次，执行计时程序；另外可通过中断以实现多线程）
②键盘扫描测试：功能键扫描计数keyFunCount，每检测到低电位则增加1。

未按时，keyFun=0，执行主计时程序；keyFun=1，则P1.1=0，LED1亮；keyFun=2，则P1.2=0，LED2亮。

主要程序：
计时程序timeRun()；
键盘扫描：keyFun键为P3.1，keyFunCount初始值为零，if(keyFun==0) 表示按下一次，则keyFunCount++，然后根据keyFunCount值执行timeRun、LED1亮、LED2亮等函数，当大于3时，则清零。

问题反馈：1. 延时参数要大于5000，否则按键一次很容易跳多次。

2. 选择功能键后，如何让对应数码管跳动，以指示可以调整？3. 选中功能键后，为何最左边的数码管会亮，而其他的都灭？（理论上应都灭）
③功能键闪烁：选中功能键后，对应的时、分、秒闪烁，以表示可以用增减键调整。

此时，计时依旧，故应该在位选着手。