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细说怎么用51单片机来有效制作六位的电子数字钟

更新时间:2024-11-24 06:30:36

摘要:对于学习单片机而言这个程序是一道门槛,掌握了电子钟程序, 基本上51单片机就掌握了80%。常见的电子钟程序由显示部分, 计算部分, 时钟调整部分构成,这样程序就有了一定的长度和难度。
 

时钟的基本显示原理:时钟开始显示为0时0分0秒,也就是数码管显示000000,然后每秒秒位加1 ,到9后,10秒位加1,秒位回0。10秒位到5后,即59秒 ,分钟加1,10秒位回0。依次类推,时钟最大的显示值为23小时59分59秒。这里只要确定了1秒的定时时间, 其他位均以此为基准往上累加。
开始程序定义了秒, 十秒, 分, 十分,小时, 十小时,共6位的寄存器, 分别存在30h,31h,32h,33h,34h,35h单元,便于程序以后调用和理解。
 

为了节省硬件资源,电路部分采用6位共阳极动态扫描数码管,数码管的段位并联接在51单片机的p0口, 控制位分别由6个2N5401的PNP三极管作驱动接在单片机的p2.1,p2.2,p2.3,p2.4,p2.5,p2.6口。
从标号 star开始把这些位全部清除为0,从而保证了开始时显示时间为0时0分0秒。
然后是程序的计算部分: inc a_bit(秒位),这里用到了一个inc指令, 意思是加1,程序运行到这里自动加1。然后把加1后的数据送acc: mov a,a_bit (秒位),这时出现了一个问题, 如果不断往上加数字不会加爆?
所以有了下面的一句话cjne a,#10,stlop; 如果秒位到10那么转到10秒处理程序。cjne是比较的意思,比较如果a等于10 就转移到10秒处理程序,实际上也就限定了在这里a的值最大只能为9,同时 mov a_bit,#00h, 这时 a_bit(秒位)被强行清空为0,又开始下一轮的计数。
秒位处理完了到下面10秒的处理程序: inc b_bit,把10秒位b_bit加1,由于程序开始对各位的寄存器已经清0,这时10秒位就变成1 ,然后同样送到累加器ACC:mov a,b_bit 现在开始新一轮的10秒位计数cjne a,#6,stlop 如果10秒到了6那么到分位处理程序。也就限定了10秒位最多显示5。
下面的部分分位, 十分位, 小时位,十小时位的计算方法与上面的类似,应当不难领会。
计算部分完成后,最终要把结果送到数码管显示,这一部分电路上采用最简洁的并联型动态扫描接法。 其基本原理是利用人眼的视觉暂留效应,在6个数码管上依次送需要显示的数字, 然后依次打开各个数码管, 并不断循环, 如果速度足够快, 我们看到就是一串连续的数字, 而不是各个独立的数字。
但是必须注意, 实际上单片机是逐个往各个数码管送数据的。明白了这个原理, 我们就不难理解下面的程序。首先看秒位的显示程序:dplop: mov a,a_bit 把秒位(a_bit)送到寄存器A。 MOVC A,@A+DPTR 根据取到的值到指定的地址取数,意思是假如此时a_bit(秒位)的值是2, 那么到数据表的第三个位置去取数, 取到的值则是 0a2h。 这里或者有人会问为什么不是第2个位置呢?没错,因为开始程序就已经把各个位清0,第一次运行时显示的是0,第二次运行显示1,第3次运行则为2。而mov p0,a (送出个位的7段代码)硬件上数码管的段位接在P0口。0A2H也就是数码管显示2的代码了。这时,数码管还没有显示。由于他们是并联的,我们必须指定哪一个数码管亮。clr p2.6把P2.6端口打开也就是秒位, 此时秒位的数码管亮了。亮了以后,是不是不管他了呢?当然不是,还要指定他亮多长的时间。假定是1毫秒, 后面就有了acall d1ms(调用1毫秒时间);完成后再关闭这个数码管: setb p2.6。
程序进行到这里,然后继续扫描10秒位 b_bit,过程也是先查表, 取数,送显示, 开十秒位数码管,延时1毫秒,关闭显示。下面的部分分位, 十分位, 小时位,十小时位的显示方法与上面的相同。 大家自行领会。
可能大家会问程序漏了一个地方没有讲,r0,r1寄存器在这里器什么作用?这里还是要从动态扫描讲起。我们是以1秒位为基准的,但是整个显示部分每秒钟轮流扫描一次,显然就不能达到要求。 视觉暂留特性告诉我们,至少每秒显示30次以上人眼睛才不会有闪烁感,所以我们在这里把显示程序的首位段使用了r0,r1作扫描次数的计数器, 分别送4,和250, 相乘得1000,然后再显示程序的尾段 加上以下代码 djnz r1,dplop 100次没完循环 djnz r0,dpl1 4个100次没完循环 ,这样总共显示1000次,人眼就不会感觉到显示闪烁的问题了。
程序的最后是1毫秒的延时子程序和7段数码管各划的数字排列表, 如果走时的时间不准, 可以适当调整1毫秒的延时子程序的数值, 直到准确。
程序的扩展1: 改动计算部分 cjne a,#6,stlop全部改为cjne a,#10,stlop, 那么就变成了一个6位的计数器。所有位都是从0到9依次显示。
程序的扩展2:改动的计数器不能受外界的控制,因此没有实际意义。 那么可已通过一个按键来进行控制 , 每按一次按键数字加一, 那么可以在程序的计算部分增加几行判断按键的代码:
stlop: acall display 调用显示
jb p3.2,stlop 监测键盘,如果p3.2按下那么执行显示
we: acall display 显示保持!
acall d1ms 延时1ms避免键盘误动作
jnb p3.2,we 如果p3.2还没有放开继续延时
那么就可以通过按键来实现计数显示的功能了, 由p3.2端口作控制,每按键一次程序加1。