單片機系統(tǒng)中的數(shù)碼管秒表仿真研究

宗素蘭，李文藝，張翠俠，曹吉花

(1.宿州學(xué)院 煤礦機械與電子工程研究中心，安徽 宿州 234000; 2.宿州學(xué)院 機械與電子工程學(xué)院，安徽 宿州 234000)

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單片機系統(tǒng)中的數(shù)碼管秒表仿真研究

宗素蘭1,2，李文藝1,2，張翠俠2，曹吉花2

(1.宿州學(xué)院 煤礦機械與電子工程研究中心，安徽 宿州 234000; 2.宿州學(xué)院 機械與電子工程學(xué)院，安徽 宿州 234000)

給出了單片機數(shù)碼管秒表的原理框圖，分析了數(shù)碼管秒表的設(shè)計思路。采用PROTEUS軟件繪制出了單片機數(shù)碼管秒表仿真原理電路圖，編寫出完整的匯編語言源程序。運用PROTEUS 和KEIL軟件加載程序，對單片機系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)碼管秒表的過程進行了仿真。仿真結(jié)果表明，設(shè)計的數(shù)碼管秒表能實現(xiàn)和真實秒表一樣的顯示效果。

單片機；數(shù)碼管；秒表；仿真

秒表作為一種常用的計時儀器目前已廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)領(lǐng)域，由于電子秒表具有顯示直觀，計時方便等優(yōu)點，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的機械秒表[1]。電子秒表的仿真可以在不做出實物的情況下就能動態(tài)直觀地看出和真實秒表一樣的顯示效果。采用數(shù)碼管作為顯示器件的秒表具有顯示亮度高的優(yōu)點，即使在戶外也能非常容易的看清楚所顯示的信息。

1 原理框圖

數(shù)碼管秒表的原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

從圖1可以看出，設(shè)計思路非常簡單。整個數(shù)碼管秒表的系統(tǒng)框圖由電源電路、按鍵電路、晶振電路、復(fù)位電路、單片機、數(shù)碼管組成。電源電路負責(zé)給整個系統(tǒng)供電，復(fù)位電路使單片機進入初始化狀態(tài)[2]，數(shù)碼管用于秒表信息的顯示。單片機內(nèi)部各部分能正常、有序地工作是以時鐘信號為基礎(chǔ)的。晶振電路的作用就是為單片機系統(tǒng)提供時鐘信號。晶振的作用在單片機系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，可以說沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作[3]

2 程序設(shè)計

采用匯編語言來完成顯示程序的編寫，完整的匯編語言源程序如下：

ORG 0

LJMP START

ORG 0003H ；外部中斷0中斷入口地址

LJMP INT00

ORG 000BH；定時器0中斷入口地址

LJMP MBIAO

ORG 0100H

START:

MOV TMOD,#01H；設(shè)置T0為方式1定時模式

MOV TH0,#3CH；計數(shù)初值為3CB0H，即15536

MOV TL0,#0B0H

SETB TR0

SETB ET0

SETB EX0

SETB IT0

SETB EA

MOV DPTR,#TABLE

MOV R0,#00H

MOV R2,#00H

S1:MOV P1,#3FH；設(shè)置3個數(shù)碼管的顯示初值均為0

MOV P0,#3FH

MOV P2,#3FH

S2:MOV R1,#10

MOV A,R0

MOV B,R1

DIV AB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV A,R2

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

LJMP S2

MBIAO:定時器0中斷服務(wù)程序，每0.1秒中斷1次

PUSH ACC

PUSH B

MOV TH0,#3CH

MOV TL0,#0B0H

INC R0

CJNE R0,#99,EXIT

MOV R0,#00H

INC R2

CJNE R2,#10,EXIT

MOV R2,#00H

EXIT: POP B

POP ACC

RETI

INT00:

PUSH ACC；外部中斷0中斷服務(wù)程序

PUSH B

CPL TR0

POP B

POP ACC

RETI

TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

END

3 數(shù)碼管秒表仿真

3.1 仿真圖中元器件的選取

圖2 Proteus 軟件“Schematic Capture”界面

打開proteus軟件，進入“Schematic Capture”模式，在出現(xiàn)的界面上點擊“P”，出現(xiàn)“Pick Devices”對話框，如上圖2所示。在“Key Words”下面的輸入框中輸入相應(yīng)器件的英文名稱即可找到相應(yīng)的器件，如開關(guān)輸入“SWITCH”，按鍵輸入“BUTTON”，七段數(shù)碼管輸入“7SEG”，然后根據(jù)共陰還是共陽，以及需要的顏色再具體選擇。排阻輸入“RESPACK”等等。如不知對應(yīng)名稱，也可以這樣輸入，如數(shù)碼管屬于顯示器件，輸入“DISPLAY”，然后所有的顯示器件都會出現(xiàn)，從中選擇即可。

3.2 仿真過程

選擇好所有的元器件之后，按照原理連線，搭建出仿真原理圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)仿真原理圖 圖4 系統(tǒng)仿真效果圖

運用keil軟件，加載上節(jié)中的匯編語言源程序，生成后綴為“HEX”的文件。雙擊原理圖中的單片機，把生成的“HEX”文件加載進去，可得仿真效果圖如圖4所示。

圖中的最右邊的數(shù)碼管顯示的數(shù)字是不停變化的，仿真截圖時只能截取某一瞬時值。圖中“暫?！辨I的作用是每按一次該功能鍵，即停在當(dāng)前時間，再按一次恢復(fù)計時。

[1]雷躍榮，詹旭，杜玲艷.基于單片機的智能秒表設(shè)計[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010,23(5):602-604.

[2]宗素蘭，張翠俠，羅會祥，等. 洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[J].蚌埠學(xué)院學(xué)報，2016,5(1):4-9.

[3]深圳松季電子. 單片機晶振的必要性和作用[EB/OL].[2013-12-12].http://wenku.baidu.com/link?url=bZ6cYzMHwK7R3p8mzxgwTbcNZluS78Wnpm-_DkZqFqs4r6WESGnvBzUuKN23AaVcAkItxZe6cCx HgDYaa9O9xVEjL-PIBJWeijRv4QwOZ1y

[責(zé)任編輯：江雪]

The Simulation Research of Digital-tube Stopwatch in MCU System

ZONG Su-lan1,2,LI Wen-yi1,2，ZHANG Cui-xia2, CAO Ji-hua2

( 1.Suzhou University Machinery and Electronic Engineering Research Center of Coal Mining,Suzhou 234000,China;2. School of Machinery and Electronic Engineering, Suzhou University, Suzhou 234000, China)

Absract:The schematic diagram of digital tube stopwatch was given in this paper, and the design proposal of the stopwatch was analyzed. Using Proteus software to draw the circuit simulation diagram of the stopwatch, and writing out the source codes written by assembly language. The realization process of digital tube stopwatch was simulated by using Proteus and KEIL software loading program to MCU system.The simulation results showed that the designed digital stopwatch could realize the same demonstration effect as the real stopwatch.

MCU;Simulation;Stopwatch;Digital tube

2016-06-11

安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)研究重點項目(KJ2015A200);宿州學(xué)院煤礦機械與電子工程研究中心開放課題資助項目( 2015ykf22,2015ykf24)

宗素蘭，女，主要從事電子工程研究。

TP368.2

A

1671-5330(2016)05-0099-03