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AT89C2051单片机LED数码管时钟汇编程序
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基于89C51单片机的电子闹钟设计（原理图+完整C程序）
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基于89C51单片机的电子闹钟设计（原理图+完整C程序）
官方公共微信基于AT89C2051串口的LED数码管显示电路
14:25:22&&&来源:互联网 &&
　　内有一个串行I/O端口，通过引脚RXD[P3.0]和TXD[P3.1]可与外部电路进行全双工的串行异步通信，发送数据时由TXD端送出，接收时数据由RXD端输入。串口有四种工作方式，通过编程设置，可以使其工作在任一方式以满足不同的场合。其中，方式0是8位移位寄存器输入/输出方式，多用与外接移位寄存器以扩展I/O端口。串口的工作方式可以参看相关的书籍，此处不做详细介绍。方式 0的输出是8位串行数据，通过移位寄存器可将8位串行数据变成8位并行数据输出，也可以将外部的8位并行数据变成8位串行数据输入。因此外接一个移位寄存器就可扩展一个8位的并行输入/输出接口，如果想多扩展几个并口就需要在外部级连几个移位寄存器。但是这种扩展也不是无限的，因为串口的数据是一位一位串行输入/输出的。如果外接的移位寄存器比较多的话那么是必影响数据输入/输出的速度。
　　串口外接的移位寄存器有两种，一种是“串行输入/并行输出移位寄存器”(如：741一S164)，另一种是“并行输入/串行输出”移位寄存器(如： 74LS165)。通过寄存器的名称就可以看出“串行输入/并行输出移位寄存器”是用于串口扩展并行输出接口，“并行输入/串行输出”是用于串口扩展并行输入接口。
　　图1(a)是串行输入/并行输出移位寄存器74LS164的管脚排列图。其功能表见表1所示。74LS164有两个串行数据A、B输入端，使用时一般把它们连在一起;丽为清零输入端，低电平有效，当该端加入低电平时，寄存器输出Q0～Q7全为低电平。在正常情况下，清零输入端接高电平,当CP信号上升沿到来时，数据从A、B端输入并右移一位; Q0～Q7为并行数据输出端，同时Q7端也是串行数据输出端，对于串行输入的数据，最先输入的从Q7输出，最后进入的从Q0输出。CP为移位脉冲。
　　图1(b)是另一种常用的“并行(串行)输入/串行输出”移位寄存器74LS165的管脚排列图。该器件的功能表见表2。该器件能在一个信号的控制下并行置入一个8位数据，然后在时钟脉冲的作用下逐位移出，也能使数据从另外一个引脚串行输入。在图1(b)中，DO～D7是并行数据输入端。S/L端是控制信号输入端，当为高电平时，具有移位功能;当为低电平时，将DO～D7端的数据置入到内部的移位寄存器保存。CP端为时钟(即移位脉冲)输入端，当S/L= 1时，CP端的每一次正跳变，都会使已存入内部的数据DO～D7从Q7端移出一位，移位的顺序是D7最先从Q7端移出，Q0最后从Q7端移出。CI端为时钟脉冲禁止端，当该端为低电平时，时钟信号(移位脉冲)不能进入，正常工作时必须接高电平。S1为串行数据输入端，在S/L=1时，SI端的数据在CP脉冲上升沿作用下置入Q0，因此，当CP脉冲上升沿到来时内部的数据DO～D7从Q7端移出一位同时外部数据通过SI移入一位，当经过8次CP上升沿后 DO～D7这8个数据就全部通过Q7输出，而内部的DO～D7全部更新为通过SI的输入的信号。例如：如果SI外接电压，那么当CP上升沿到来时，Q7会移出一位数据，而S1会移入一个“1”，当经过8个上升沿后，原先置入的DO～D7全被移出，内部的Q0～Q7全被更新为 “1”。如果CP上升沿再次到来时，输出的就是“1”。因此当8个输入数据都通过Q7输出后，如果还想输入就再次必须置入新的数据
　　通过对两种移位寄存器的分析可以得出。通过串口扩展单片机的I/O口的具体电路如图2所示：
　　图2(a)是通过串口扩展的并行输出接口。RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。每一个时钟信号的上升沿加到74LS164的CP端时，移位寄存器将串口输出的数据移入一位，8个时钟脉冲过后串口输出的8位二进制数全部移入74LS164，通过Q0-Q7并行输出。
　　图2(b)是通过串口扩展的并行输入接口。同样RXD作为数据输入线，TXD作为移位时钟脉冲。每一个时钟信号的上升沿加到74LS165的CP端时，移位寄存器就将内部的数据向外移一位，通过Q7输出。8个时钟脉冲过后，并行输入的8位二进制数全部移出，通过Q7串行输入。
　　基于串口的数码管静态显示电路
　　在串口扩展中最常用的就是基于串口的LED数码管显示电路。在单片机应用系统中，LED数码管的显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时,再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，常用的就是通过串口外接串并转换器74LS164，扩展并行的I/O口。需要几个数码管就扩展几个并行接口，数码管直接接在74LS164的输出脚上，单片机通过串口将要显示数据的字形码逐一的串行移出至74LS164的输出脚上数码管就可以显示相应的数字。
　　如图3所示：
　　1. 硬件设计
　　单片机AT89C2051的串口外接1片74LS164作为LED显示器的静态显示接口，把AT89C2051的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。Q0-Q7(第3—6和10—13引脚)并行输出端分别接LED显示器的DP---A各段对应的引脚上。图中采用的是共阴极数码管，因而各数码管的公共极接电源GND，要显示某字段则相应的移位寄存器74LS164的输出线必须是高电平。P1口接8个按键，分别编号为KEY1--KEY8。当某个按键按下时。某个数就显示在数码管上。
　　2. 软件设计
　　软件设计流程图如图4所示。图(a)为主程序流程图，图(b)为显示子程序流程图。
　　开机时，初始化数码管，通过串口将“0”的字形码输出使数码管显示“O”。然后判断P1口是否有键按下，如果没键按下继续判断。
　　当确认有键按下后单片机将P1口的值赋给累加器A，由于按键没被按下时是低电平，被按下后为高电平因此判断A中哪一位为高电平就能得出哪个按键被按下。将此按键的编号读入显示缓冲区65H中，然后调用显示子程序将按键编码显示在数码管上。这样程序就完成了一次的执行过程。
　　显示子程序首先初始化串口，使串口工作在方式0，再读取显示缓冲区内的数据(显示缓冲区主要是用来存放即将要显示的数据)，然后通过查表的方式找到对应的字形码，最后把字形码写入串口寄存器SBUF通过串口方式0发送出去。当8个时钟脉冲后，字形码都移至74Ls164的Q0-Q7，数码管就显示相应按键的编码。
　　显示子程序是怎么将显示缓冲区中的数据变成相应的字形码呢?具体的方法是将每个数字的字形码以16进制数从小到大的次序依次存放在存储器中的固定区域中，构成显示代码表。当要显示某字符时，把表格的起始地址送入数据指针寄存器DPTR中作为基址，将显示缓冲区内的数据作为偏移量送入变址寄存器A，执行查表指令“MOVCA，@A+DPTR”，则累加器A中得到的结果即表格中取出的对应数字的字形码。
　　注意：MOVC指令是将程序存储器内相应地址的值赋给累加器A。MOVC指令只有两种，一种是：MOVCA，@A+DPTR，将程序存储器中地址为A+ DPTR内的数据赋给A，例如：累加器A内的数据为01H，而DPTR内的数据为2000H，程序存储器中地址2001H内的数据为50H，那么执行 MOVCA，@A+DPTR指令后，累加器A内的数据变为50H。另一种是MOVCA，@A+PC。将程序存储器中地址为A+PC内的数据赋给A。两种指令的功能基本是一样。只是第一种中的地址是存放在DPTR中，而第二种是直接使用PC指针的地址。
　　对于电路中的74LS164共阴极数码管数据位和字形的对应关系如下表。
　　由于单片机在以方式0串行发送数据的时候数据从RXD引脚从低位到高位依次输出，而最先输出的数据经过74LS164串转并后到达Q7，也就是说单片机内的DO通过串口发送并经过74LS164后到达74LS164的Q7脚即数码管的A脚，因此在单片机内字型码与74LS164所对应的字型码正好相反，所以在单片机内O-8所对应的字型码分别是：
　　3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H.7FH。
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编辑：什么鱼
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EEWORLD独家基于单片机AT89C2051的电子钟设计基于单片机AT89C2051的电子钟设计 16:32:51& & 　电路见图1. & &
& & & & & 　　一片20引脚的单片机AT89C2051为电子钟主体，其显示数据从P1口分时输出，P3.0~3.3则输出对应的位选通信号。由于LED数码管点亮时耗电较大，故使用了四只PNP型晶体管VT1~VT4进行放大。本来笔者还有一种更简的设计方案（见图2），可省去VT1~VT4及R1~R4八个元件，但这种设计由于单片机输出口的灌入电流有限（约20mA），数码管亮度较暗而不向读者介绍，除非你采用了高亮度的发光数码管。 & &
& & 　　P3.4、P3.5、3.7外接了三个轻触式按键，这里我们分别命名为：模式设定键set（P3.4）、时调整键hour（P3.5）、分调整键min（P3.7）。C1、R13组成上电复位电路。VT5及蜂鸣器Bz为闹时讯响电路。三端稳压器7805输出的5V电压供整个系统工作。此电子钟可与任何9~20V/100mA的交直流电源适配器配合工作，适应性强。 & & 　　电子钟功能 & & 　　1.走时：通过模式设定键set选择为走时，U1、U2显示小时，U3、U4显示分。U2的小数点为秒点，每秒闪烁一次。 & & 　　2.走时调整：通过模式设定键set选择为走时调整，按下hour键对U1、U2的走时&时&显示进行调整（每0.2秒递加1）。按下min键对U3、U4的走时&分&显示进行调整（每0.2秒递加1）。 & & 　　3.闹时调整：通过模式设定键set选择为闹时调整，按下hour键对U1、U2的闹时&时&显示进行调整（每0.2秒递加1）。按下min键对U3、U4的闹时&分&显示进行调整（每0.2秒递加1）。 & & 　　4.闹时启/停设定：通过模式设定键set选择为闹时启/停设定，按下min键U3的小数点点亮，闹时功能启动；按下hour键U3的小数点熄灭，闹时功能关停。 & & 　　由于电路设计得极其简单，因此丰富的功能只能由软件完成，这里软件设计成为了关键。下面介绍软件设计要点。 & & 　　图3为主程序状态流程。 & &
& & 　　运行时建立的主要状态标志如下： & & 　　flag-掉电标志。掉电后，flag内为一随机数；重新设定时间后flag内写入标志数55H. & & 　　set-工作模式设定标志。 & & 　　hour-走时&时&单元。 & & 　　min-走时&分&单元。 & & 　　sec-走时&秒&单元。 & & 　　dEDA-走时5mS计数单元 & & 　　t_hour-闹时&时&单元。 & & 　　t_min-闹时&分&单元。 & & 　　d_05s-0.5秒位标志。每秒钟的前0.5秒置1,后0.5秒置0,以使秒点闪烁。 & & 　　o_f-闹时启/停位标志。闹时启动置1,闹时关停置0. & & 　　另外将定时器T0设定为5mS的定时中断。这里晶振频率为12MHz,因此5mS的初值为-5000,但实际上程序还要作其它运算，使得时间偏长，经调整为-4800后试验刚好。计时单元deda每次中断均加1.走时函数判断deda&=200时即令秒单元sec加1.同理秒单元sec满60后令分单元min加1.分单元min满60后令时单元hour加1.时单元hour满24后清0. & & 　　上电后，首先进行初始化，对各状态标志、输入输出口及定时器T0进行初始化工作，以适应后面程序的要求。 & & 　　随后程序判断有无set键按下，如按下，则set键值从0起加1.set键值只能从0加到3,然后又回到0. & & 　　接下来，根据键值进行散转。若set=0,运行走时程序；若set=1,进入调整闹时时间程序；若set=2,进入调整走时时间程序；若set=3,显示已调好的闹时时间，同时进入启/停闹时程序。 & & 　　散转完后，进行判断掉电标志flag是否等于55H.若不等，说明刚开机上电或运行过程中掉过电，这时四个数码管以1Hz的频率闪烁四个8字，提示时间不准；若相等，说明未掉电，RAM区内容未变化，时间准确。 & & 　　再下来程序又转回到初始化之后进行循环运行。 & & 　　由于使用了四只数码管密集排列，因此只能采用双 &2016 广电电器网-家电维修、说明书，电子元器件，电子爱好者的平台