理器 没有进行外存储器的扩展，直接利用微处理器内部的程序存储器和数据 存储器。 其次，利用芯片，将个数码显示管实现动态显示。 由于是个数码管将扫描线中三根线经译码器产生个 扫描线分别接到八个数码管共阴极控制端。 再次，系统软件的主程序，它包括三个部分第部分为初始化设 置，包括设置定时器计数器初始化显示缓冲区初始化开中断定 时器计数器启动等。第二部分是对键盘进行扫描，判断是否键按下， 按的是哪个键，根据不同的按键实现各种人机对话功能第三部分是 实现电子秒表的显示。最后，中断服务程序，它的主要功能是实现时钟 累进，以及如何判断是否已到小时。 硬件电路原理框图 硬件电路由微处理器锁存器接口电路数码管 按键电路等组成 图硬件电路原理框图 硬件电路的设计与实现 微处理器介绍 微处理器的背景 系列单片机微处理器是公司年开始研制 生产的，优越的性能价格比使其成为颇受欢迎的位单片机。系 列与系列单片机在软硬件上相互兼容，但系列与 系列单片机相比有两大优势第，片内程序存储器采用闪 速存储器，使程序的写入更加方便第二，提供了更小尺寸的芯片 ，使整个硬件电路的体积更小。 系列单片机有四种型号 ，其中是公司系列的新成 员。它的较小的体积良好的性能价格比倍受青睐，在家电产品工业 控制计算机产品医疗器械等应用方面成为用户降低成本的首选器件。 单片机的功能结构 单片机芯片为个引脚，工艺制造的芯片采用 微处理器 锁存器接口电路 位显示 键盘电路 双列直插方式，其引脚示意及功能分类如图所示。它具有 如下主要特性 与兼容 内部带可编程闪速存储器 寿命为次擦写循环 数据保留时间为年 工作电压范围为 令静态工作频率为 位内部 条可编程线 个位定时器计数器 个两级中断源 可编程全双工串行通道 图引脚图 单片机的应用 在本电路中单片机只用到了端口和端口的部 分，以及中断定时器计数器读写状态线 复位端脚脚允许地址锁存信 号端。脚片外程序存储器读选通信号输出端，按高电平 为访问外部程序存储器控制信号端，按高电平中断 按高电平 将端口与接口芯片的位数据线相连，读写状态线 与接口芯片的读写状态线相连。 脚外接的晶体振荡器。 总线锁存器功能结构 是态非反转透明锁存器芯片，当锁存使能端为高时， 这些器件的锁存对于数据是透明的也就是说输出同步。当锁存使能 变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。输出能直接接到 ，和接口上 操作电压范围低输入电流器件的高噪声抵 抗特性。管脚功能如图 功能表 逻辑图 原理说明 的八个锁存器都是透明的型锁存器，当使能为 高时，输出将随数据输入而变。当使能为低时，输出将锁存在 已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可 以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。这种电路可以驱 动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需 要外接口。特别适用于缓冲寄存器，通道，双向总线驱动器和工作 寄存器。当是,无论为何,输出端为高阻态当 时,输出端保持不变当时,输出端数据等于输入 端数据。 在实际应用的时候是这样做的 先将数据从单片机的口线上输出到 再将从 这时,你所需要输出的数据就锁存在上了,输入的数据在变 化也影响不到输 译码器功能结构 译码器为种常用的地址译码器芯片，其管脚图如 图所示。其中，为个控制端，只有当为 且均为时，译码器才能进行译码输出。否则译码器 的个输出端全为高阻状态。译码输入端与输出端之间的译码关系表 所示。 图引脚图 表的译码关系 输出有效 数码显示电路的实现 由于数码显示器为多位，采用动态显示扫描显示方式，即逐 ，即逐 个地循环地点亮各位显示器。这样虽然在任时刻只有位显示器被点 亮，但是由于人眼具有视觉残觉效益，看起来与全部显示器持续点亮的 效果基本样。 为了实现个显示器的动态扫描显示，段码控制信号经 芯片使显示器刷新寄存器输出。而位控制信号由单片机的 口经译码器输出„共个扫描线与显示器 数码管共阴极相连。位显示器的每位显示段码通过显示字符子程 序以查看方式,进行确定和输出显示子程序 ，显示缓冲区的首地址为。 硬件电路的实现 总电路图 将微处理器锁存芯片和译码芯片， 以及各个功能元件按要求进行线路连接，所得电路图见附录。 硬件电路的工作过程 首先，软件程序已固化在程序存储器中。开启直流电 源，经组成的微分电路将微处理器锁存芯片进行 清零。按清零键，时钟清零按设置键，设置时钟初始值，并按北京时 间要求把时分依次通过和数字键将时钟设定然后，按 键，时钟开始计时。 其次，电子秒表功能，按暂停键将时钟暂停计时通过按清零键， 时钟清零按键，启动电子秒表开始计时按暂停键，电子秒表暂 停计时。 再次，为保证处理器锁存芯片和可 靠工作，外加手动复位功能。 软件程序的设计与实现 电子秒表主程序设计 主程序的设计构思 主程序包括三个部分第部分为初始化设置，包括设置堆栈指针 初始化定时器计数器初始化显示缓冲区初始化开中断定 时器计数器启动等。 定时器计数器初始化就是选择定时器寄存器的工作方式， 它的高位控制定时器，低位控制定时器。中各位的定 义如下 其中功能选择位，当时为计数方式当 时为定时方式。工作方式定义位，时为工作方式， 位定时计数器 设置定时计数器初始值，定时，计数初值 。 显示缓冲区初始化，其显示缓冲区的首地址最低位为。共 送入个字符。 二部分主要是通过键扫描实现各种人机对话功能。核心部分是键扫 描子程序。的主要功能是先通过读的状态 字，判断是否有键按下，如有键按下则通过读命令，读得键 值，通过查表得到相应的键号号键相应的键号分别为 。子程序的出口条件是如无键按下，累加器的值 为如有键按下，累加器的值为，寄存器中的内容则为键 号。通过按键识别实现相应的人机对话功能。各项人机对话功能如下 按键，秒表清零功能在主程序中将键号和比较，如相 等，则调用时钟清零子程序。该子程序功能是将显示缓 冲区分别存放十时时十分分十秒秒百毫秒十 毫秒的数值全部清零，显示全零。 按键，时钟启动计时功能在主程序中将键盘扫描所得键号 和比较，如相等，则调用时钟启动计时子程序。该 子程序的功能是将置，启动定时器计数器工作。 按键，时钟停止计时功能在主程序中将键盘扫描所得序号 和比较，如相等，则调用时钟停止计时子程序。该子 程序的功能是将置，关闭定时器计数器。 按键，设置时钟初值功能在主程序中将键盘扫描所得键号 和比较，如相等，则调用设置时钟初值子程序。该子程 序的功能是通过按个数字键，设置时钟各位十时时十分分 十秒秒百毫秒和十毫秒的初值。程序的设计思路是先通过键扫 描确认是否有键按下，然判断键值是否在之间即键号是否在 之间，以排除非数字键。后将键值依次送入显示缓 冲区,再调显示子程序实现显示。其中调用了 子程序。该子程序的功能是在键扫描判断出有键按下后， 再判断是否按的是数字键键号为。判断方法是将键 号与相加，如有进位，则表示非数字键。若在次键入过程 中任何次输入了非数字键，则位数码管全部显示为零，要求 重新输入。子程序用个循环程序实现上述次键入的功能。 第三部分是实现电子秒表的显示。主要调用显示子程序。该 显示子程序与以前所述子程序不同之处是其中些位要显示小数点。按 照课题要求，为区分时分秒毫秒，要求时钟显示格式为 ，即位数据显示中每间隔位要显示个小数点。为 能显示小数点，本显示子程序中的子程序与以往有所不同，在 以为起始地址的段码表中，增加了个能显示小数点的段码 值，如显示的段码为，而显示的段码为。这段码 的变化在懂得数码管工作原理的基础上应不难理解。当在 子程序的段码表中加入个带小数点的段码后，为实现预定的显示格 式，只要在原显示子程序中加上条,指令即可。这样， 当要求显示数据为时，原通过查表得到的段码应为，而现为 ，即显示，从而使数码管上显示的数据 均带有小数点。 主程序的流程框图 主程序框图 主程序的实现 按键值,时间数组 暂存时间 标志位 数码管段 选 数码管段 选 扫描矩阵键盘 延时 数码管动态显示 定时器初始化 秒表与时钟切换处理 时间设置 主函数 定时器初始化 扫描矩阵键盘 时间设置 秒表与时钟切换数据处理 数码管动态显示 延时 延时 , 数码管动态显示 基于单片机数字式电子秒表电路设计 摘要 时间是工农业生产，国防，人民生活等领域不可缺少的。它涉及 到我们工作，生活的各个方面。没有时间人们的切行为都无法进行。 本篇论文是利用单片机和接口外 围电路芯片等组成的时钟和秒表双重功能的电子秒表电路。 整个电路由硬件电路和软件程序两部分组成。硬件电路由单片机 译码芯片等元件组成，它使用元件少，电路结构 简单，功能强软件程序采用语言进行设计，它结构合理，思路清晰， 利用中断服务程序对各种事件进行处理，提高微处理器的工作效率。 关键词微处理器中断接口电路数码显示按键电路 , , , 目录 摘要Ⅰ Ⅱ 目录 前言 设计功能与要求 系统功能 设计要求 设计构思 硬件电路原理框图 硬件电路的设计与实现 微处理器介绍 微处理器的背景 单片机的功能结构 单片机的应用 总线锁存器功能结构, 译码器功能结构 按键电路的实现, 数码显示电路的实现 硬件电路的实现 总电路图 硬件电路的工作过程 软件程序的设计与实现 电子秒表主程序设计 主程序的设计构思 主程序的流程框图 主程序的实现 键扫描子程序, 位数码管显示子程序,未定义书