宋昕一，萬宏飛

（上海理工大學，上海，200093）

0 引言

隨著社會的不斷進步與發(fā)展，不同類型與性能的數(shù)碼管相繼發(fā)明出現(xiàn)。數(shù)碼管可以顯示數(shù)字與相應信息，其亮度高、控制簡單、性能穩(wěn)定、呈現(xiàn)速度即時等諸多優(yōu)點，使得數(shù)碼管在電子設計應用中得到廣泛應用。本文運用Proteus仿真軟件，利用匯編語言進行編碼，將程序寫入并編譯仿真實現(xiàn)數(shù)碼管的動態(tài)顯示與設計。

1 Proteus簡介

Proteus是一款高性能的EDA工具軟件，配置有完善的電子設計開發(fā)環(huán)境，器件庫齊全，功能形象?？蛇M行原理圖設計、搭建、仿真，PCB設計等多功能操作。支持C51、ARM、DSP諸多處理器。在軟件中進行虛擬仿真，力求實證現(xiàn)實；在Proteus軟件中可直接在原理圖搭建完成后，進行編譯輸出得到結果，進行實時電路分析與實物仿真。Proteus軟件大大縮短了設計時間，降低器件損耗的開發(fā)成本，途徑靈活，仿真結果準確，在實際開發(fā)與教學中得到廣泛應用。

2 數(shù)碼管動態(tài)顯示與計數(shù)工作原理

■2.1 定時器結構與原理

■2.2 脈沖產(chǎn)生

利用單片機U1 P3.0口進行脈沖的輸出，通過定時器模式選擇與初值的設定，完成定時器定時功能的實現(xiàn)。運用定時器進行端口定時控制，實現(xiàn)每1ms高低電平變換。就可以實現(xiàn)一個占空比為50%的矩形脈沖輸出。

圖1 定時器T0（T1）結構圖

■2.3 脈沖計數(shù)

利用單片機U1 P3.0口輸出的脈沖連接到單片機U2的中斷INT0口P3.2，通過脈沖的高低電平變換觸發(fā)中斷0，進行脈沖個數(shù)的計數(shù)，再通過數(shù)碼管顯示出數(shù)字信息。中斷INT0口P3.2連接有示波器可觀察脈沖波形的高低變化。

3 數(shù)碼管動態(tài)顯示與計數(shù)電路設計

此設計中主要使用兩片AT89C51單片機，利用中斷實現(xiàn)對8個集成共陽級LED燈數(shù)碼管的動態(tài)顯示與計數(shù)。

如圖2所示，通過按下U1機的中斷INT0口P3.2連接的按鍵開始進行脈沖的產(chǎn)生與計數(shù)，單片機U1產(chǎn)生脈沖并

圖2 電路設計圖

定時器T0/T1的結構如圖1所示，其中振蕩器經(jīng)12分頻后作為定時器的時鐘脈沖，T1引腳為外部計數(shù)脈沖輸入端，通過開關進行選擇。反相器，或門，與門共同構成啟/?？刂菩盘?。TH和TL為加1計數(shù)器，TF為中斷標志。每接收到一個脈沖，加1計數(shù)器自動加1，當計數(shù)器中的數(shù)被加為0時產(chǎn)生溢出標志，TF將被置1。計數(shù)器工作方式的選擇和功能的實現(xiàn)需要配置相應的寄存器TMOD和TCON。通過數(shù)碼管顯示脈沖產(chǎn)生數(shù)；單片機U2接收脈沖同時也通過數(shù)碼管顯示脈沖接收數(shù)字。當按下按鍵時開始產(chǎn)生并傳送脈沖，通過一個VSM counter timer進行計數(shù)驗證的準確與否。按下按鍵后發(fā)現(xiàn)兩個多位數(shù)碼管同時顯示并跳轉同樣的數(shù)字，并且計數(shù)器也顯示。

圖3 修改后計數(shù)效果

如圖3所示，還可修改電路設計，使單片機U1顯示所有高低脈沖產(chǎn)生數(shù)，調(diào)整單片機U2功能，使其顯示高脈沖的產(chǎn)生數(shù)，即單片機U1對應數(shù)碼管的計數(shù)值為U2的2倍。

通過調(diào)整定時器的模式與初值設定，改變定時器定時功能，進行端口定時控制，即可修改脈沖高低電平變換的時間，從而能夠根據(jù)實際需求進行不同時間模式的計數(shù)。

最后通過示波器驗證觀察所產(chǎn)生的脈沖是否正確，通過調(diào)節(jié)示波器上的時間和幅度旋鈕可以觀察到矩形方波的產(chǎn)生。如圖4所示。

圖5 主程序流程圖

4 設計流程圖

本文所設計的數(shù)碼管動態(tài)顯示及計數(shù)的流程圖如圖5、如圖6所示。

5 部分程序介紹

■5.1 定時器中斷初始化

Start:

MOV TMOD,#01H

MOV TL0,#0B0H

MOV TH0,#3CH

SETB TR0

圖4 示波器脈沖波形

圖6 計數(shù)顯示流程圖

SETB ET

SETB EX0

SETB IT0

SETB EA

■5.2 計數(shù)顯示

CHECK_NUMBER:

CHECK_NUM0:

CJNE A,#00H,CHECK_NUM1

MOV A,#0C0H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM1:

CJNE A,#01H,CHECK_NUM2

MOV A,#0F9H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM2:

CJNE A,#02H,CHECK_NUM3

MOV A,#0A4H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM3:

CJNE A,#03H,CHECK_NUM4

MOV A,#0B0H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM4:

CJNE A,#04H,CHECK_NUM5

MOV A,#99H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM5:

CJNE A,#05H,CHECK_NUM6

MOV A,#92H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM6:

CJNE A,#06H,CHECK_NUM7

MOV A,#82H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM7:

CJNE A,#07H,CHECK_NUM8

MOV A,#0F8H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM8:

CJNE A,#08H,CHECK_NUM9

MOV A,#80H

AJMP PASS_CHECK_NUMBER

CHECK_NUM9:

CJNE A,#09H,PASS_CHECK_NUMBER

MOV A,#90H

PASS_CHECK_NUMBER:

RET

6 結語

本文利用Proteus軟件設計并仿真了數(shù)碼管的動態(tài)顯示與計數(shù)。仿真表明，該設計可通過調(diào)節(jié)脈沖時間實現(xiàn)不同模式的時間計數(shù)顯示，且電路設計簡單，控制穩(wěn)定，可廣泛應用于電子設計的顯示電路中。