[单片机BCD显示计数器的探讨] 单片机计数器

　　 [摘要] 随着单片机技术的不断发展,电子技术和计算机技术应用领域不断扩大,单片机技术已成为微型计算机发展的一个重要分支,是一门电子计算机的综合应用技术。本文介绍了使用单片机AT89c51显示60秒计数器,用定时器T0方式2产生标准秒信号,在数字钟设计电路中已被广泛使用BCD数码管显示。
　　[关键词] 单片机 定时器 计数器 汇编语言
　　
　　在家用电器、工业自动控制、智能仪表、航空航天及通信技术等领域,处处可以见过到它的身影,可以说已离不开我们的生活。因此单片机控制技术越来越受到学校的重视。
　　一、硬件电路探讨
　　硬件电路是用的AT89c51,采用的是P3口,P3。0连接的发光二极管用于模拟秒闪信号,与P2口连接的BCD数码管显示个位,与P1口连接的BCD数码管显示十位,BCD数码管为共阴极。当然也可以采用共阳极,这是根据实训室里的硬件来设计电路的,从电路图来分析电路并不复杂。现在主要是来分析如何来对它进行程序设计,硬件电路如图所示:
　　这里须要用到定时器,我们采用定时器T0方式2产生标准秒信号,并实现“00,01到59计结果通过P1、P2口外接的BCD数码管显示。本任务中要求精确定时,必须采用定时方式2实现。假设系统振荡频率为6MHZ,以T0为例,首先设置方式字:TMOD=00000010B,由于方式2的最大定时为512us,要产生1秒的定时用1次溢出肯定是不够的,因此需要多次溢出才能实现1秒的定时。采用多少次溢出呢?我们进过51单片机的数据是没有小数的,因此必须使用整数来表示计数次数和溢出次数。若N代表溢出次数,X代表计数初值,T代表系统的机器周期,则有以下等式:
　　(256-X)×T×N=t式中,T=2us,t=1s。如果取X=6,则N=2000,溢出次数2000超过了255,因此要用至少两个计数器作为溢出次数计数器。即:N=n1×n2其中,n1和n2必须为小于255的整数,可以取n1=50,n2=40
　　n1=100,n2=20,n1=200,n2=10,n1=250,n2=8由于任务中要求有一个秒闪信号,因此我们采用三个计数器作为溢出次数计数器,即N=n1×n2×n3=2×20×50。根据以上分析可以得到查询方式下1秒信号发生器的程序流程图,如图所示
　　二、程序设计
　　这里用到的是六十制BCD码加法计数器设计:任务中要求使用BCD码加法,因此虽然是加1,但有些人在编程过程中总是用“INC”在这里必须提醒的是要用“ADD”,“DA A”指令才能加1计数。从结果上看INC A和ADD A,#1差不多,但INC A是单字节单周期指令,而ADD A,#1则是双字节双周期指令,而且INC A不会影响PSW位,如(A)=0FFH,INC A后(A)=00H,而CY依然保持不变;如果是ADD A,#1,则(A)=00H,而CY一定是“1”。因此加1指令并不适合做加法,事实上它主要是用来做计数、地址增加等用途。还有要请学生们注意;当加到60时必须清零,不要在计数器加到59的时候再清零。
　　我们下面还要把BCD码计数结果送出显示出来。数码管有共阴极和共阳极之分,在这里根据实训室的情况来定,我们用的是共阴极的,计数结果以压缩BCD码的形式存放在30H单元中,显示的时候必须将压缩BCD码拆开,并且转换成BCD显示段码,才能按照低位在前高位在后的顺序依次通过P2口和P1口送显。在我让学生们做实训的过程中,我发现有好多学生都显示反了,原因就在这里,所以一定要注意。BCD显示译码表,在这里也说一下共阴极的表格,如图所示:(共阴极)
　　三、编程
　　上面是用汇编语言编程,Keil uV2软件对它进行仿真,进行编译,通过硬件对它进行运行,我们很明显地看到显示60秒计数器,在编程过程中有的数字交替在一起,这时特别要注意输入的伪指令不能出错,这样才能达到要求。
　　这电路设计在数字钟已被广泛使用,当然如果设计数字钟,还要通过数字集成电路和石英晶体振荡器的结合,另外再加上译码驱动电路,才能将计数器输出的8421BCD码转换数数码管需要的逻辑状态,并且保证数码管正常工作提供足够的工作电流。这些设计使得数字钟的精度远远超过老式钟。
　　四、结语
　　本文从实际电路出发,阐述BCD码显示60秒,这些例子在数字钟尤为使用,还可结合其他的电路部分生产出更多的产品,使同学们在娱乐中掌握了计数器。
　　
　　参考文献:
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　　[3]王建萍.优化单片机课程实验教学的新思路与实践[J].实验技术与管理,2006验.
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