1、 簡易數字鐘的設計（1）“簡易數字種的設計”是本書第一個項目教學實例，提出項目任務要求，分解任務和知識點，逐個突破，最后再完成整個項目設計，達到學以致用的目的，這是項目教學的精髓。本單元是“簡易數字鐘”的第一部分，介紹各模塊的基本知識點。【任務要求】（1）在6位數碼管上分別顯示時、分、秒，分與秒、小時與分之間用小數點間隔開。（2）通過單片機內部定時器控制走時，走時準確。（3）系統有四個按鍵，功能分別是調整，加，減，確定。在按下調整鍵時候，顯示“時”的兩位數碼管以1Hz頻率閃爍。如果再次按下調整鍵，則“分”開始閃爍，“時”恢復正常顯示，依次循環，直到按下確定鍵，恢復正常的顯示。在數碼管閃爍的時候

2、，按下加或者減鍵可以調整相應的顯示內容。【內容安排】單位數碼管的顯示多位動態數碼管的顯示獨立按鍵檢測原理及實現中斷的原理及應用定時器的原理及應用單個數碼管的顯示任務要求本單元“簡易數字鐘的設計”使用6位數碼管作為時間顯示器件，要掌握6位數碼管的驅動方法，先從單個數碼管入手。本節的任務要求：在掌握單個數碼管原理的基礎上，在開發板的單個數碼管上依次顯示0、1、2.”9、A、b、C、d、E、F16個數字或字母，間隔時間1s。知識準備1、數碼管的特點和外觀數碼管能顯示數字和有限個數的字母，由于它具有顯示清晰、亮度高、壽命長、價格低廉等特點，因此在電子產品中經常使用，圖3.1.1是市面上常見到的數碼管外

3、觀。數碼管按位數來區分，有單個位的，也有2位、3位和4位一體的。按大小分，有0.28寸、0.36寸、0.56寸和0.8寸等。按發光顏色分，有紅色、綠色和藍色等。mm，3位數碼營4位數在管2mm，3位數碼營4位數在管2位數碼鐘1位數碼管圖3.1.1數碼管外形圖片2、單個數碼管的顯示原理我們小時候玩過的“火柴棒游戲”，幾根火柴組合起來，可以拼成各種各樣的圖形，數碼管實際上就是利用這個原理做成的。單個數碼管由8個發光二極管組成，其中7個長條形的發光二極管排列成一個“日”字形，另1個圓點形的發光二極管在數碼管的右下角作為小數點用。這些發光二極管，我們稱之為“段”，每個段有一個名字，從中上的段開始按順時

4、針分別為：a之為“段”，每個段有一個名字，從中上的段開始按順時針分別為：a、b、c、d、e、f、g，小數點對應段的名字為dp。小數點對應段的名字為dp。數碼管顯示不同的數字或字符，點亮對應的發光二極管就可以了，如圖3.1.2所示。3.1.2數碼管顯示數字或字母3.1.2數碼管顯示數字或字母圖3.1.3是單個數碼管的段標號以及外接引腳排列圖。從圖中可以看出，單個數碼管共有10個引腳，上排和下排各5個。其中8個引腳分別與數碼管的段相連，另外3腳和8腳的標號為“COM”。“COM”是什么意思呢？在數碼管內部，8個發光二極管的一端與數碼管的8個引腳連接接，另外一端連接在一起，稱之為公共端（COM）。8

5、個發光二極管的陰極連接在一起，稱之為“共陰數碼管”，點亮數碼管，段（陽極）接高電平，公共端（陰極）接低電平。相反，8個發光二極管的陽極接在一起，稱之為“共陽數碼管”，點亮數碼管，段（陽極）接高電平，公共端（陰極）接低電平。圖3.1.4分別是共陰數碼管和共陽數碼管內部原理圖。圖3.1.3共陰數碼光和共陽數碼管內部結構圖圖3.1.3共陰數碼光和共陽數碼管內部結構圖3.1.3引腳標號2、數碼管的字型表掌握了數碼管顯示原理，單片機驅動數碼管的方法就變得簡單了。以單片機通過I/O口控制數碼管顯示數字0為例：數碼管顯示數字0,a、b、c、d、e、f段需要被點亮，而g和dp段則不被點亮，我們用單片機的一組I

6、/O口（假設為P1口，8個位叫數碼管的8個段相連。對于共陰數碼管，公共端（COM）接地，向P1口輸出0600111111（十六進制0 x3FD；對于共陽數碼管，公共端（COM）接高電平（5V），向P1口輸出0bn0000000 xC0（十六進制0 xC0）。將顯示的數字和字母的值按順序排列，形成一張表，這張表被稱為“段碼表”，表3.1.1是從0到F共16位數字和字母的段碼表，表中的各段的1和0代表該段被點亮和不被點亮。表3.1.1數碼管字型編碼表字型dpgfedcba共陰極共陽極0001111113FHC0H10000011006HF9H2010110115BHA4H3010011114FHB

7、0H40110011066H99H5011011016DH92H6011111017DH82H70000011107HF8H8011111117FH80H9011011116FH90HA0110111177H88Hb011101007CH83HC0011100139HC6Hd010111105EHA1HE0111100179H86HF011100017EH8EH3、數碼管段驅動芯片（74HC245）開發板上的數碼管是3位一體共陽型數碼管，沒有單個數碼管。我們可以從多位數碼管中拆出一位來作為單個數碼管來使用。具體做法：在開發板上標有位選的接口一共有6個，把其中的一個位選接低電平就可以了（下一節介

8、紹位選接低電平的原因），然后段選接P1口就可以了。在上一單元中我們已經介紹過，51單片機I/O驅動能力比較弱，在驅動大功率器件叫碼管、蜂鳴器、繼電器、點陣）時，通常借助一些中間器件來完成大功率器件的驅動。這些中間的器件的特點是輸入電流小，輸出電流大，輸入端可以直接和單片機I/O口連接，輸出端和大功率器件連接。這些器件有三極管、MOS管和數字IC等。數字IC輸入電流小，可以直接和單片機相接，而輸出電流又相對大一些，所以在單片機電路中，經常見到用74HC04、74HC573D74HC373）、74HC245（74HC244）等數字IC作為功率驅動，來提高單片機的帶負載能力。開發板上用了一片74HC

9、245來連接單片機P1口和數碼管的段,用以增加數碼管段的驅動能力。74HC24574HC245是一種三口輸出、8路信號收發器,主要應用于顯示屏及其它產品中增加驅動。圖3.1.4是其引腳圖和邏輯圖。dirTAOg川區A2T1A4T砧R地區幻區G卜dirTAOg川區A2T1A4T砧R地區幻區G卜從4HC245的邏輯圖(1)引腳圖PDDD*1nJllrNnoCOBB藥司Finw引dirDnkuBBCO回輸出口能輸出控制工作口態OEDIRLLBnDO,An輸出LHAnDO,BnDOH口高口口(2)邏輯功能圖3.1.374HC235的引腳及邏輯圖我們可以得到該芯片的使用方法，19引腳OE為使能引腳，1引

10、腳DIR為方向控制端，則BnD輸入端，數據從Bn到An。高電平，L1引腳DIR為方向控制端，則BnD輸入端，數據從Bn到An。DIR高電平，An為輸入端，數據從An到Bn；DIRDODO,在開發板上，OE端接地，DIR端接高電平,數據從An到Bn。從74HC245的datasheet上我們還可以到芯片的單個I/O口輸出的拉電流和灌電流最大8550型號的PNP值為35mA,總電流為8550型號的PNP三極管,作為位驅動,具體用法在一下節介紹。3.1.3任務實施將開發板上數碼管的位選引腳(D0DOODOD0V),P1口和數碼管段選引腳相連。然后編寫程序,下載觀察。程序如下：include#defi

11、neucharunsignedchar#defineuintunsignedint/開發板的數碼管為共陽數碼管/code是KeilC51關鍵字，表示數組中的值存放到FlashROM中。ucharcodeSeg7Code口:0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xC6,0 xA1,0 x86,0 x8E;ms級延時函數voidDelayMs(uintxms)uintijfor(i=0;ixms;i+)for(j=0;j122;j+);主函數voidmain(void)uchari=0;whilefor(i=0;i16;i+)P1=Seg7Codei;/向P1口口段碼1S，,一位程序解釋：Seg7Code中，在數碼管P1口就可以了，Seg7Code中，在數碼管P1口就可以了，code”,code是K