單片機BCD顯示計數(shù)器的探討

[摘要] 隨著單片機技術的不斷發(fā)展，電子技術和計算機技術應用領域不斷擴大，單片機技術已成為微型計算機發(fā)展的一個重要分支，是一門電子計算機的綜合應用技術。本文介紹了使用單片機AT89c51顯示60秒計數(shù)器，用定時器T0方式2產(chǎn)生標準秒信號，在數(shù)字鐘設計電路中已被廣泛使用BCD數(shù)碼管顯示。

[關鍵詞] 單片機 定時器 計數(shù)器 匯編語言

在家用電器、工業(yè)自動控制、智能儀表、航空航天及通信技術等領域，處處可以見過到它的身影，可以說已離不開我們的生活。因此單片機控制技術越來越受到學校的重視。

一、硬件電路探討

硬件電路是用的AT89c51，采用的是P3口，P3。0連接的發(fā)光二極管用于模擬秒閃信號，與P2口連接的BCD數(shù)碼管顯示個位，與P1口連接的BCD數(shù)碼管顯示十位，BCD數(shù)碼管為共陰極。當然也可以采用共陽極，這是根據(jù)實訓室里的硬件來設計電路的，從電路圖來分析電路并不復雜。現(xiàn)在主要是來分析如何來對它進行程序設計，硬件電路如圖所示:

這里須要用到定時器，我們采用定時器T0方式2產(chǎn)生標準秒信號，并實現(xiàn)“00，01到59計結果通過P1、P2口外接的BCD數(shù)碼管顯示。本任務中要求精確定時，必須采用定時方式2實現(xiàn)。假設系統(tǒng)振蕩頻率為6MHZ，以T0為例，首先設置方式字:TMOD=00000010B，由于方式2的最大定時為512us，要產(chǎn)生1秒的定時用1次溢出肯定是不夠的，因此需要多次溢出才能實現(xiàn)1秒的定時。采用多少次溢出呢?我們進過51單片機的數(shù)據(jù)是沒有小數(shù)的，因此必須使用整數(shù)來表示計數(shù)次數(shù)和溢出次數(shù)。若N代表溢出次數(shù)，X代表計數(shù)初值，T代表系統(tǒng)的機器周期，則有以下等式:

(256-X)×T×N=t式中，T=2us，t=1s。如果取X=6，則N=2000，溢出次數(shù)2000超過了255，因此要用至少兩個計數(shù)器作為溢出次數(shù)計數(shù)器。即:N=n1×n2其中，n1和n2必須為小于255的整數(shù)，可以取n1=50，n2=40

n1=100，n2=20，n1=200，n2=10，n1=250，n2=8由于任務中要求有一個秒閃信號，因此我們采用三個計數(shù)器作為溢出次數(shù)計數(shù)器，即N=n1×n2×n3=2×20×50。根據(jù)以上分析可以得到查詢方式下1秒信號發(fā)生器的程序流程圖，如圖所示

二、程序設計

這里用到的是六十制BCD碼加法計數(shù)器設計:任務中要求使用BCD碼加法，因此雖然是加1，但有些人在編程過程中總是用“INC”在這里必須提醒的是要用“ADD”，“DA A”指令才能加1計數(shù)。從結果上看INC A和ADD A，#1差不多，但INC A是單字節(jié)單周期指令，而ADD A，#1則是雙字節(jié)雙周期指令，而且INC A不會影響PSW位，如(A)=0FFH，INC A后(A)=00H，而CY依然保持不變;如果是ADD A，#1，則(A)=00H，而CY一定是“1”。因此加1指令并不適合做加法，事實上它主要是用來做計數(shù)、地址增加等用途。還有要請學生們注意;當加到60時必須清零，不要在計數(shù)器加到59的時候再清零。

我們下面還要把BCD碼計數(shù)結果送出顯示出來。數(shù)碼管有共陰極和共陽極之分，在這里根據(jù)實訓室的情況來定，我們用的是共陰極的，計數(shù)結果以壓縮BCD碼的形式存放在30H單元中，顯示的時候必須將壓縮BCD碼拆開，并且轉換成BCD顯示段碼，才能按照低位在前高位在后的順序依次通過P2口和P1口送顯。在我讓學生們做實訓的過程中，我發(fā)現(xiàn)有好多學生都顯示反了，原因就在這里，所以一定要注意。BCD顯示譯碼表，在這里也說一下共陰極的表格，如圖所示:(共陰極)

三、編程

上面是用匯編語言編程，Keil uV2軟件對它進行仿真，進行編譯，通過硬件對它進行運行，我們很明顯地看到顯示60秒計數(shù)器，在編程過程中有的數(shù)字交替在一起，這時特別要注意輸入的偽指令不能出錯，這樣才能達到要求。

這電路設計在數(shù)字鐘已被廣泛使用，當然如果設計數(shù)字鐘，還要通過數(shù)字集成電路和石英晶體振蕩器的結合，另外再加上譯碼驅動電路，才能將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉換數(shù)數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。這些設計使得數(shù)字鐘的精度遠遠超過老式鐘。

四、結語

本文從實際電路出發(fā)，闡述BCD碼顯示60秒，這些例子在數(shù)字鐘尤為使用，還可結合其他的電路部分生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，使同學們在娛樂中掌握了計數(shù)器。

參考文獻:

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