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1、單片機技術(shù)與應(yīng)用 項目導(dǎo)讀 項目小結(jié) 任務(wù) 1 電子秒表的設(shè)計 任務(wù) 2 電子時鐘的設(shè)計 項目五 電子時鐘設(shè)計 單片機技術(shù)與應(yīng)用 電子秒表 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 知識分布網(wǎng)絡(luò) 任務(wù) 1 流水燈控制 單 片 機 與 LED 數(shù) 碼 管 接 口 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)與原理 LED數(shù)碼管簡介 靜態(tài)顯示概念 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示 數(shù)碼管工作原理 數(shù)碼管字型碼 多位靜態(tài)顯示接口 動態(tài)顯示概念 動態(tài)顯示接口 單片機技術(shù)與應(yīng)用 相關(guān)知識： LED數(shù)碼管及靜態(tài)顯示 1、 LED數(shù)碼管 LED(Light-Emitting Diode)發(fā)光數(shù)碼管是單片機應(yīng)用系統(tǒng) 中常用的輸出
2、設(shè)備，它由若干個發(fā)光二極管組成，能顯示出 各種字符或符號，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等特點。 通常使用的 LED數(shù)碼管一般由 8個發(fā)光二極管組成，其中 7 個發(fā)光二極管（ a g）呈“日”字形排列，用于顯示字符； 最后一個發(fā)光二極管 dp位于數(shù)碼管右下側(cè)，用于顯示小數(shù)點。 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 圖 5-1 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及連接 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 LED數(shù)碼管中的發(fā)光二極管有兩種接法 (如圖 5-1-b、 c所示 )： 1）共陰極接法 : 當其公共端為低電平，筆劃段 a g和 dp端為高電平時，對應(yīng) 的段碼被點亮； 2）共陽極接法 : 當其公共端為高電平，筆劃
3、段 a g和 dp端為低電平時，對應(yīng) 的段碼被點亮； LED數(shù)碼管實物圖如圖 5-2所示， LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管亮 暗組合實質(zhì)上就是不同電平的組合，也就是為 LED數(shù)碼管提高不 同的代碼，這些代碼稱為字形代碼。 數(shù)據(jù)字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 LED段 Dp g f e d c b a 表 5-1數(shù)據(jù)字代碼與 8段發(fā)光二極管的對應(yīng)關(guān)系 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 表 5-2 字形代碼與十六進制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系 顯示 段符號 十六進制代碼 Dp g f e d c b a 共陰極 共陽極 0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H 1 0 0 0 0 0
4、 1 1 0 06H F9H 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H 6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H 9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H A 0 1 1 1 0 1 1 1 77H 88H b 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH 83H C 0 0 1 1 1 0 0 1 39H C6H
5、 d 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH A1H E 0 1 1 1 1 0 0 1 79H 86H F 0 1 1 1 0 0 0 1 71H 8EH 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 2、 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路 該顯示電路中的 74LS244為總線驅(qū)動器， 6位數(shù)字顯示共用一組總線。 電路中每個 LED顯示器均配有一個鎖存器 (74LS377)，用來鎖存待顯示的 數(shù)據(jù)。當被顯示的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線經(jīng) 74LS244傳送到各鎖存器的輸入端后， 到底哪一個鎖存器選通，取決于地址譯碼 74LS138各輸出位的狀態(tài) 。 任務(wù)一 電子秒表的設(shè)計與實現(xiàn) 圖 5-2 6位并行靜態(tài)顯示電路 （ 1
6、） 并 行 靜態(tài)顯 示 電 路 單片機技術(shù)與應(yīng)用 利用單片機內(nèi)部的串行接口，也可以實現(xiàn) LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，同 樣可以節(jié)省單片機的并行接口資源，而且在大多數(shù)不使用并行接口的系統(tǒng) 中，可免去（或減少）擴展接口。圖 5-4所示即為串行靜態(tài)顯示電路。電 路中每個 LED顯示器均配有一個移位寄存器 (74LS164)，用來轉(zhuǎn)換單片機 串口送出的待顯示數(shù)據(jù)并鎖存待。 任務(wù)一 電子秒表的設(shè)計與實現(xiàn) 圖 5-3 串行靜態(tài)顯示電路 （ 2）串行 靜態(tài)顯 示 電 路 單片機技術(shù)與應(yīng)用 靜態(tài)硬件譯碼顯示電路如圖 5-5所示，與前所述電路的主要區(qū)別也在 于 BCD碼（或 16進制碼）與 7段顯示碼的轉(zhuǎn)換方法不同
7、。之前的靜態(tài)顯示 電路都是利用軟件查表法求得顯示代碼，而靜態(tài)硬件譯碼顯示電路采用硬 件譯碼器（如 8255）代替軟件求得顯示代碼，這樣不僅可以節(jié)省單片機工 作時間，而且程序簡單；其缺點是電路變復(fù)雜，成本增加。 任務(wù)一 電子秒表的設(shè)計與實現(xiàn) 圖 5-4靜態(tài)硬件譯碼顯示電路 （ 3） 靜態(tài) 硬件 譯碼顯 示 電 路 單片機技術(shù)與應(yīng)用 電子時鐘 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 相關(guān)知識： LED數(shù)碼管動態(tài)顯示 1、并行動態(tài)顯示電路 圖 5-17是電路設(shè)計中常用的并口動態(tài)顯示電路。電路中用 8155的 PA口輸出顯示碼， PB口用來輸出位選碼；采用 74LS07作為為 6位驅(qū)動器，它為 LED提
8、供一定的驅(qū)動電流， 由于一片 74LS07只有 6個驅(qū)動器，故七段數(shù)碼管需要 2片進 行驅(qū)動； 8155的 PB口經(jīng) 75452緩沖器驅(qū)動器反向后，作 為位控信號。 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 圖 5-5并行動態(tài)顯示電路 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 2、串行動態(tài)顯示電路 利用單片機內(nèi)部的串行接口，也可以實現(xiàn) LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示，這 樣不僅可以節(jié)省單片機的并行接口資源，而且在大多數(shù)不使用并行接口 的系統(tǒng)中，可免去（或減少）擴展接口。 圖 5-6串行動態(tài)顯示電路 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 3、動態(tài)硬件譯碼顯示電路 動態(tài)硬件譯碼顯示電路采用硬件譯碼器代替軟件求得顯
9、示代碼，這樣不 僅可以節(jié)省單片機工作時間，而且程序簡單；其缺點是電路變復(fù)雜，成本 增加。 圖 5-7動態(tài)硬件譯碼顯示電路 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 應(yīng) 用系 統(tǒng)選 用 AT89C51單片機芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、電源和和 LED顯 示模塊構(gòu)成最小系統(tǒng)，完成對 LED顯示模塊的控制 。 圖 5-8 系統(tǒng)方案設(shè)計框圖 并 行 接 口 AT89C51 單片機 電源 時鐘電路 復(fù)位電路 LED靜態(tài)顯示電路 聲光提示電路 按鍵電路 任務(wù) 1 電子秒表 任務(wù)實施 單片機技術(shù)與應(yīng)用 圖 5-9 電子秒表電路原理 任務(wù) 1 電子秒表 單片機技術(shù)與應(yīng)用 設(shè)計方案 選 用 AT89C51單片機芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、電源、按鍵及 LED顯示電 路等構(gòu)成完整系統(tǒng)，形成電子時鐘的設(shè)計方案。 任務(wù)實施 圖 5-10 系統(tǒng)方案設(shè)計框圖 任務(wù) 2 電子時鐘 并 行 接 口 AT89C51 單片機 電源 時鐘電路 復(fù)位電路 LED動態(tài)顯示電路 聲光提示電路 按鍵電路 單片機技術(shù)與應(yīng)用 圖 5-11 電子時鐘電路全速仿真圖片段 任務(wù) 2 電子時鐘 單片機技術(shù)與應(yīng)用 知識梳理與總結(jié) 1、數(shù)碼管的靜態(tài)顯示原理； 2、數(shù)碼管的動態(tài)顯示原理 ； 3、數(shù)碼管靜態(tài)、動態(tài)顯示的應(yīng)用； 項目五 電子時鐘設(shè)計
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