CD4511及数码管结合显示电路Word文档下载推荐.docx
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LED与LCD的功耗比大约为1:
10，而且更高的刷新速度使得LED在视频方面有更好的性能表现，可提供宽达160°
的视角，故采纳方案一。
数码管驱动
选用CD4511译码驱动芯片。
CD4511能够提供较大的上拉电流，可直接驱动数码管。
利用单片机本身的上拉电阻，尽管外围电路简单，但灌电流和数码管驱动电流不可兼得，即流过数码管电流知足要求，那么灌电流会超出单片机的经受极限；
灌电流在单片机许诺范围内，那么流过数码管电流过小。
故该方案驱动能力较弱。
为使数码管足够亮，选方案一。
三、器件工作原理
AT89S52要紧的性能参数
●8K字节可擦写1000次的在线可编程ISP闪存
●到的工作电源范围
●全静态工作：
0Hz～24MHz
●3级程序存储器加密
●256字节内部RAM
●32条可编程I/O线
●3个16位按时器/计数器
●8个中断源
●UART串行通道
●低功耗空闲方式和掉电方式
●通过中断终止掉电方式
●看门狗按时器
●双数据指针
●灵活的在线编程（字节和页模式）
AT89S52引脚说明
51系列单片机89s52采纳40Pin封装的双列直接DIP结构。
上图是它的引脚配置:
40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。
引脚的功能：
电源引脚：
Vcc 40脚 正电源脚，工作电压为5V。
GND 20脚 接地端。
外接晶体引脚:
XTAL218脚,XTAL119脚。
复位:
RST 9脚。
输入输出（I/O）引脚:
39脚-32脚为输入输出脚，称为P0口，是一个8位漏极开路型双向I/O口。
内部不带上拉电阻，当外接上拉电阻时，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载电路。
通常在利历时外接上拉电阻，用来驱动多个数码管。
在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址（低8位）/数据总线，不需要外接上拉电阻。
1脚-8脚为输入输出脚，称为P1口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/0口。
P1口能驱动4个LSTTL负载。
通常在利历时外不需要外接上拉电阻，就能够够直接驱动发光二极管。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
21脚-28脚为输入输出脚，称为P2口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口能驱动4个LSTTL负载。
对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和操纵信息。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。
而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间可不能改变。
10脚-17脚为输入输出脚，称为P3口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口能驱动4个LSTTL负载，这8个引脚还用于专门的第二功能。
对内部Flash程序存储器编程时，接操纵信息。
P1－3端口在做输入利历时，因内部有上接电阻，被外部拉低的引脚会输出必然的电流。
除此之外P3端口还用于一些专门功能，具体请看下表。
P3引脚
兼用功能
串行通讯输入（RXD）
串行通讯输出（TXD）
外部中断0（INT0）
外部中断1（INT1）
定时器0输入（T0）
定时器1输入（T1）
外部数据存储器写选通WR
外部数据存储器写选通RD
其它的操纵或复用引脚:
ALE/PROG:
30脚访问外部存储器时，ALE（地址锁存许诺）的输出用于锁存地址的低位字节。
即便不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号（此频率是振荡器频率的1/6）。
在访问外部数据存储器时，显现一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程时，那个引脚用于输入编程脉冲PROG
PSEN:
29脚该引是外部程序存储器的选通信号输出端。
当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时，每一个机械周期输出2个脉冲即两次有效。
但访问外部数据存储器时，将可不能有脉冲输出。
EA/Vpp:
31脚外部访问许诺端。
当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。
要使AT89S51只访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH）,这时该引脚必需维持低电平。
对Flash存储器编程时，用于施加Vpp编程电压。
四、硬件设计
时钟操纵电路由四部份:
复位电路、显示电路、晶振电路和操纵电路组成如以下图所示。
总电路图：
正5V电源直接接到AT89S52的40脚（VCC），20脚（GND）接地。
电路图如下所示。
复位电路
该电路采纳上电自动复位与手动复位结合接到89S52的9脚（RST）。
由一个30uF的电容、一个按键、一个10K的电阻和一个220欧电阻组成。
手动按K5，不管电路处于何种状态，电路都会恢复到初始状态的显示。
显示电路
显示电路部份通过CD4511驱动七段数码管。
CD4511译码驱动芯片能够提供较高的上拉电流，能够直接驱动七段数码管。
三极管能够较为方便的操纵七段数码管。
电路图如以下图所示。
CD4511（引脚图如下所示）
BI：
4脚是消隐输入操纵端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：
3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它要紧用来检测数码管是不是损坏。
LE：
锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
D、C、B、A为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：
为译码输出端，输出为高电平1有效。
8421BCD码对应的显示见以下图：
数码管
1）.数码管引脚图
2）.数码管利用方式
LED数码管分共阳型和共阴型两种，那个地址咱们选择七段共阴型数码管。
数码管的a、b、c、d、e、f引脚别离接到CD4511译码驱动芯片对应的引脚。
公共端com别离与连接在P2口的NPN的集电极相连接。
NPN的发射极并联接地。
CD4511对应的引脚ABCD别离连在AT89S52的、、、引脚。
当数码管选通时，通过操纵P0口来实现七段数码管动态显示数据。
三极管
1）.三极管引脚图
2）.三极管利用方式
单片机灌电流不易过大。
关于数码管每一个位选的灌电流约为10mA左右，六个位选为60mA，达到了单片机端口极限。
可采纳三极管，作为开关管，基极接单片机P2口，集电极接数码管，发射极并联接地，三极管高电平常导通。
导通后集电极电压为。
知足数码管共阴极接地的要求。
晶振电路
18脚（XTAL1）和19脚（XTAL2）外接12MHZ的晶振和两个30PF的电容，震荡频率确实是晶体的固有频率。
操纵电路
本电子钟设计有四个轻触式按键，别离命名为：
K1（设置按钮），K2（分钟加1），K3（小时加1），K4（确信按钮）。
按键电路
五、软件设计
1.软件设计总框图
1）总框图（如图）
2）程序代码详见附录1。
主程序流程图
2.数码管操纵：
1）流程图（如图）。
数码管操纵流程图
3.按时器中断的利用：
按时器中断流程图
六、实习心得（设计实物照片）
通过几周的尽力，感触颇深。
从开始的搜索整理资料到程序在电路板上边良好的运行，期间并非是一帆风顺的。
但咱们克服了重重障碍。
终于完成了时钟操纵器的制作，看着数码管上的时刻一分一秒的跳动，那一刻兴奋地心情无法用语言来表达，只是感觉身上的每一个细胞都充满了活力。
关于电子信息工程专业即将毕业的咱们，本次实训是咱们走入职场之前比较成心义的一次实训。
实训开始时候漫无目的，不明白从何着手，可是随着资料的整理，之间不断地学习，渐渐地完成了电路板的焊接。
本来以为将写好的程序烧到芯片里边，时钟就能够够正常的运行了，可是当我在写程序的时候，才发觉这部份关于电路的调试却是整个设计环节的重中之重。
那个地址边不但涉及到硬件的调试，还有软件的调试。
下面有我的调试记录：
由于按键一端接地，另一端接AT89S52。
按键电路接上拉电阻，接+5V。
可是用万用表检查后发觉按键的引脚接错了。
当更改了按键的引脚连接后，问题解决。
因为六只数码管中只有一只时钟选通，因此疑心是位选环节的错误，通过查验，是三极管的问题。
改换了一个三极管，问题取得解决。
3.放在按时器T1中的按键程序没有运行。
放在按时器T1中的中断程序没有运行，通过检查，发觉没有对按时器T1从头赋初值。
对按时器T1赋初值2ms以后，按键程序得以运行。
随着这次实训的终止，咱们真正明白得了理论联系实践的重要性。
若是空有理论而没有实践，就像一件物品，明白了它的功能，可是不明白如何运用，如此便失去了它有效的价值。
若是空有实践没有理论的支持，就像一辆汽车一直在行驶，却没有前进的方向，继续如此前进，那么前方将会是万丈深渊。
21世纪，是一个飞速进展的年代，需要的是复合型人材。
这就要求咱们既要把握丰硕的理论基础，还要知道如何将它们灵活的运用。
实训尽管终止了，可是要想在本专业有更高更远的进展，那么关于咱们的考验才方才开始。
咱们会不断扩展自己的知识面，尽力的进取，踏踏实实的走好尔后的每一步。
参考文献：
[1]刘建清.51单片机C语言超级入门与视频演练.北京:
电子工业出版社,2020（5）.
[2]李朝青.单片机原理及接口技术.北京:
北京航空航天大学出版社,2020（5）.
[3]张瑾,张伟,张立宝.Protel99SE入门与提高.北京:
人民邮电出版社,2020
（2）.
[4]孙江宏,李良玉.Protel99电路设计与应用.北京:
机械工业出版社,2001
（2）.
附件：
附件1：
程序代码
/*****************************************************************************
/Filename：
基于单片机控制的时钟电路
/maindepartment：
数码管显示模块，按键模块，按时器中断模块
/Descriptions：
定时器T0每10ms刷新一次用于产生系统的时基信号
外部中断0，外部中断1和定时器1用于控制按键K1，K2，K3，K4。
K1键按下，时钟走停。
那时钟走停时，按K2键一次分加1，按K3键一次秒加1，按K4键时钟恢复走时
复位按键对时钟进行初始化
/CreatedBy:
/Createddate:
2011-10-30
*****************************************************************************/
#include"
"
#defineucharunsignedchar//uchar为无符号字符型数据
ucharhour=0,minute=0,second=0;
//时钟初始化
ucharsecond_h=0,second_l=0;
//秒的十位、个位
ucharminute_h=0,minute_l=0;
//分的十位、个位
ucharhour_h=0,hour_l=0;
//时的十位、个位
ucharcodeled7[]={0x00,0x08,0x01,0x09,0x02,0x0a,0x03,0x0b,0x04,0x0c};
//1~9的字形码
ucharth=0;
//对定时器0计数
ucharkey=0;
sbitK1=P3^2;
//定义K1按键
sbitK2=P3^3;
//定义K2按键
sbitK3=P3^4;
//定义K3按键
sbitK4=P3^5;
//定义K4按键
bitflag=0;
//当时间为1秒时flag置1
bitK_flag=1;
//按键标志位
voiddelay（）;
//声明延时函数
/*****************************
>
外部中断0
若是K1键按下时钟走停
*****************************/
voidint_w0（）interrupt0
{EX0=0;
if（K_flag==1）{TR0=0;
K_flag=0;
}
else{TR0=1;
K_flag=1;
EX0=1;
/********************************
外部中断1
那时钟走停时有K2键按下分钟加1
********************************/
voidint_w1（）interrupt2//外部中断1
{
EX1=0;
if（K_flag==0&
&
K2==0）
{delay（）;
delay（）;
{while（!
K2）;
minute++;
if（minute==60）
{
minute=0;
}
}
EX1=1;
/***************************************
按时器1按时2ms
那时钟走停时有K3键按下小时加1
那时钟走停时有K4键按下时钟恢复走时
****************************************/
voidint1（）interrupt3
{TR1=0;
//关闭定时器1
TH1=0xf8;
//对定时器1重新赋值定时2ms
TL1=0x30;
K3==0）//当时钟走停时若K3按下
//去除按键抖动
if（K_flag==0&
K3==0）//确定K3已经按下
K3）;
//等待K3键释放
if（hour<
23）
hour++;
elsehour=0;
}
elseif（K_flag==0&
K4==0）//当时钟走停时若K4键按下
{delay（）;
//去除按键抖动
K4==0）//确定K4已经按下
{
TR0=1;
//时钟恢复走时
TR1=1;
//时钟恢复走时
/********主函数********/
voidmain（）
TMOD=0x11;
//定时器初始化
TH0=0xd8;
//定时器0赋初值10ms
TL0=0xf0;
TH1=0xf8;
//定时器1赋初值2ms
TL1=0x30;
EA=1;
//打开总中断
ET0=1;
//定时器0开中断
TR0=1;
//启动定时器0
EX0=1;
//允许外部中断0开中断
IT0=1;
//脉冲触发方式
EX1=1;
//允许外部中断1开中断
IT1=1;
ET1=1;
//定时器1开中断
TR1=1;
//启动定时器1
/****************************
以下是显示部份
****************************/
while
（1）
while（flag==1）//当时间为1秒时
{
if（second<
59）//判断时间是否为1秒
second=second+1;
//如果到了1秒则秒加1
elseif（minute<
59）//判断时间是否为1分
{
second=0;
//如果到了1分则秒归0
minute=minute+1;
//分钟加1
}
elseif（hour<
23）//判断时间是否为1小时
//如果到了则秒归0
minute=0;
//分归0
hour=hour+1;
//小时加1
else
//小时到24后重新计时
hour=0;
flag=0;
P2=0x00;
hour_h=hour/10;
hour_l=hour%10;
P0=led7[hour_h];
//把数据送P0口显示
P2=0x01;
//送P2控制被选取的数码管点亮
P0=led7[hour_l];
P2=0x02;
minute_h=minute/10;
minute_l=minute%10;
P0=led7[minute_h];
P2=0x04;
P0=led7[minute_l];
P2=0x08;
second_h=second/10;
second_l=second%10;
P0=led7[second_h];
P2=0x10;
P0=led7[second_l];
P2=0x20;
/******************************************
按时器0用于产生整个时钟系统的时基信号
按时10ms计数100次即为1s
******************************************/
voidint0（）interrupt1
TR0=0;
//关闭定时器0
TH0=0xd8;
//定时10ms
TL0=0xf0;
if（th<
99）//计数100次
th=th+1;
else
th=0;
flag=1;
//当时间为1s时flag置1
TR0=1;
//定时器0重启
/*************************************
以下是延时函数
**************************************/
voiddelay（）
inti;
for（i=10;
i>
0;
i--）
_nop_（）;
附2：
产品利用说明
1．接通电源后，时钟操纵器开始工作。
2．本电子钟设有四个轻触式按键，别离为K1，K2，K3，K4。
K1为设置键，按下后能够停止时钟计时，从而进行时刻设置。
时钟只有按下K1键后才能够调剂时刻，不然按其他键不起作用。
K2键按下一次，分钟加1，K3键按下一次，小时加1。
调剂时刻完成后，按K4键，时钟恢复。
3．若是时钟显现故障，按下复位键，本产品恢复到出厂设置。
附3：
元器件清单
元件名称
型号
数量/个
单片机
AT89S52
1
晶振
12MHZ
电容
30pF
2
电解电容
10μF/10V
电阻
10kΩ
220Ω
5KΩ
8
Ω
6
CD4511
9015
按键
5
7段数码管
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