单片机 秒表和抢答器.docx

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单片机秒表和抢答器

秒表（电子表）

一、内容

设计一个秒表，使之有清零功能。

本程序进行了拓展，设计为时钟，有清零功能，有设置时间功能。

图11电路原理图

二、方案

1、设计思想

主函数设置定时器T0、T1为方式1定时，打开总中断，允许定时器T0、T1、外部中断0中断，T0用读秒，T1用来刷新数码管，外部中断0用来控制四个按键。

四个按键接到外部中断，进行时钟的调整：

K1：

进入/退出时钟设置。

K2：

选择设置秒/分/时。

K3：

调整按键，秒：

清零（当前秒数大于30分进一，小于30仅清零秒）；时/分：

进一，分超过60时清零，时超过24时清零。

（与传统电子表设置时间方式一样）。

K4：

时钟清零。

对于显示单个数码管：

先OE=1关闭锁存器输出，LE1=1开启段码锁存器输入，接收来自P0口输出的段码数据，LE1=0关闭段码锁存器输入，LE2=1开启位选码锁存器输入，接收来自P0口输出的位选码数据，LE2=0关闭位选码锁存器输入，OE=0开启锁存器输出。

即可实现指定单个数码管的显示，利用位选中断次数计数变量int_mark实现对8个数码管的显示。

定时器T0中断实现读秒及时分秒进位运算。

浮点型变量second记录秒数，int_time记录定时器T0中断次数，一次为50ms，10次即0.5秒清零int_time并使second+0.5（为了实现闪烁的功能）。

时钟设置：

定义全局变量setMark作为时钟设置标志，（0：

未进入时钟设置；1：

设置秒；2：

设置分；3设置时），利用外部中断判断及设置该变量及时分秒变量实现时钟设置功能。

详细程序设计请看源程序注释。

2、电路原理图

如图1-1。

三、源程序

#include"reg51.h"

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineTH（a）（65536-a）/256//定义装入定时器高8位的时间常数

#defineTL（a）（65536-a）%256//定义装入定时器低8位的时间常数

#defineoutP0

sbitOE=P1^3;

sbitLE1=P1^4;

sbitLE2=P1^5;

sbitK1=P2^0;

sbitK2=P2^1;

sbitK3=P2^2;

sbitK4=P2^3;

ucharnumCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};//共阴极数码段码

ucharmark[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//共阴极位选码

//ucharnumCode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0Xf8,0x80,0x90,0xff,0xbf};//共阳极数码段码

//ucharmark[]={0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};//共阳极位选码

uinthour;//记录小时

uintminute;//记录分钟

floatsecond;//记录秒数

ucharint_time;//定义时间中断次数计数变量

ucharint_mark;//定义位选中断次数计数变量

ucharisP2=1;//是否显示第二个数码管

ucharsetMark=0;//定义设置标志（0：

未进入时钟设置；1：

设置秒；2：

设置分；3设置时）

voidmain（）{

TMOD=0x11;//设置定时器T0、T1为方式1定时

IE=0x8b;//总中断开，允许定时器T0、T1、外部中断0中断

IT0=1;//选择外部中断0为跳沿触发方式

TH0=TH（50000）;//给定时器T0高8位赋值

TL0=TL（50000）;//给定时器T0低8位赋值

TH1=TH（500）;//给定时器T1高8位赋值

TL1=TL（500）;//给定时器T1低8位赋值

int_mark=0;//位选中断次数清零

int_time=0;//时间中断次数清零

hour=20;//小时初始化

minute=25;//分钟初始化

second=20;//秒数初始化

TR0=1;//启动定时器T0

TR1=1;//启动定时器T1

while

（1）{

}

}

//定时器T0中断，读秒

voidtime（）interrupt1{

int_time++;

if（int_time==10）{//定时器计数读秒

second=second+0.5;//秒数加0.5

int_time=0;//时间中断次数清零

}

if（second==60）{//秒数溢出，分进一，秒清零

minute++;

second=0;

}

if（minute==60）{//分溢出，时进一，分清零

hour++;

minute=0;

}

if（hour==24）{//时溢出,时分秒全部清零

hour=0;

minute=0;

second=0;

}

TH0=TH（50000）;//给定时器T0高8位赋值

TL0=TL（50000）;//给定时器T0低8位赋值

}

//定时器T1中断，刷新数码管

voidrefresh（）interrupt3{

P2=mark[0];

if（int_mark==9）{//位选计数溢出清零

int_mark=1;

}

//显示时

if（int_mark==1||int_mark==2）{//1、2数码管显示时

OE=1;

LE1=1;

if（setMark==3）{//判断是否为设置时

if（（int）second-second==0）{//判断秒数是否含有0.5

out=numCode[int_mark==1?

hour/10:

hour%10];

}else{//秒数有0.5不显示数码管（起到闪烁效果）

out=numCode[10];

}

}else{//显示时的高低位

out=numCode[int_mark==1?

hour/10:

hour%10];

}

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

}

//显示横杠（横杠段码放在numCode数组下标11中）

if（int_mark==3）{

OE=1;

LE1=1;

out=numCode[11];

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

}

//显示分

if（int_mark==4||int_mark==5）{//4、5数码管显示分

OE=1;

LE1=1;

if（setMark==2）{//判断是否为设置分

if（（int）second-second==0）{//判断秒数是否含有0.5

out=numCode[int_mark==4?

minute/10:

minute%10];

}else{//秒数有0.5不显示数码管（起到闪烁效果）

out=numCode[10];

}

}else{//显示分的高低位

out=numCode[int_mark==4?

minute/10:

minute%10];

}

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

}

//显示横杠

if（int_mark==6）{

OE=1;

LE1=1;

out=numCode[11];

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

}

//显示秒

if（int_mark==7||int_mark==8）{//7、8数码管显示秒

OE=1;

LE1=1;

if（setMark==1）{//判断是否为设置秒

if（（int）second-second==0）{//判断秒数是否含有0.5

if（int_mark==7）{//显示秒高位

floats=second;

//1.先将十位上的数字挪到个位（乘以0.1即可）

s=second*0.1;

//2.让该数与10取余（需要先把f强制转换为int型）

out=numCode[（int）s%10];

}else{//显示秒低位

floats=second;

s=second;

out=numCode[（int）s%10];

}

}else{//秒数有0.5不显示数码管（起到闪烁效果）

out=numCode[10];

}

}else{

if（int_mark==7）{//显示秒高位

floats=second;

//1.先将十位上的数字挪到个位（乘以0.1即可）

s=second*0.1;

//2.让该数与10取余（需要先把f强制转换为int型）

out=numCode[（int）s%10];

}else{//显示秒低位

floats=second;

s=second;

out=numCode[（int）s%10];

}

}

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

}

int_mark++;

TH1=TH（500）;//给定时器T1高8位赋值

TL1=TL（500）;//给定时器T1低8位赋值

}

//外部中断0，按键控制

voidkeyControl（）interrupt0{

if（INT0==0）

{

//K1键按下，开始或结束设置时间

if（K1==0）{

setMark=setMark==0?

1:

0;

}

//K2键按下，调整设置单元

if（K2==0）{

if（setMark!

=0）{//判断当前是否为时钟设置状态

setMark++;//设置位进一，进入下一个设置方式

if（setMark==4）{//设置位溢出，调整为1设置秒

setMark=1;

}

}

}

//K3键按下，秒清零，分时加一

if（K3==0）{

if（setMark==1）{//调整秒：

判断当前秒是否大于30，大于30设置second为60在定时器T0中完成进位运算，小于30则直接清零秒

second=second>30?

60:

0;

}

if（setMark==2）{//调整分

if（minute==59）{//当前分为59，直接清零

minute=0;

}else{//当前分不为59，进一

minute++;

}

}

if（setMark==3）{//调整时

if（hour==23）{//当前时为23，直接清零

hour=0;

}else{//当前时不为23，进一

hour++;

}

}

}

//K4键按下,清零

if（K4==0）{

hour=0;minute=0;second=0;

}

}

}

抢答器

一、内容

设计一个拥有16个按键的抢答器，裁判拥有开始/停止抢答及复位的功能。

当首个抢答成功后其他按键将无效。

图21电路原理图

二、方案

1、设计思想

主函数设置定时器T0为方式1定时，打开总中断，允许定时器T0、外部中断0中断。

定时器T0用来刷新数码管，外部中断0用来控制按键。

定义全局变量记录共阴极数码段码数组、位选中段次数计数（用于记录当次定时器中断显示哪个数码管）、抢答按键标志（记录矩阵式键盘按下了哪个键）、抢答状态标志。

矩阵式键盘：

P2口低四位连接矩阵键盘的四行，高四位连接矩阵键盘的四列，先使P2=0xef（第一列置0），扫描四行，判断行值是否也为0，为0说明第一列中的某一行的按键按下，设置按键标志；若都不为0，P2左移一位，即P2=0xdf（第二列置0），继续扫描四行判断键盘是否有按下；P2左移，行扫描……，四列扫描完毕，P2置为0xef重新从第一列进行键盘扫描。

对于显示单个数码管：

先OE=1关闭锁存器输出，LE1=1开启段码锁存器输入，接收来自P0口输出的段码数据，LE1=0关闭段码锁存器输入，LE2=1开启位选码锁存器输入，接收来自P0口输出的位选码数据，LE2=0关闭位选码锁存器输入，OE=0开启锁存器输出。

即可实现指定单个数码管的显示，利用位选中断次数计数变量int_mark实现对8个数码管的显示。

抢答按键设计：

isStart用来记录抢答状态，为0表示未进入抢答状态，为1进入抢答状态，矩阵式键盘生效，外部中断中K1控制isStart值。

key_mark用来记录键盘按键标志，0~15对应键盘16个按键，为16表示未按键标志，因此矩阵键盘扫描之前加入条件if（isStart==1&&key_mark==16）通过才可进行矩阵式键盘扫描，条件：

抢答标志为1且矩阵键盘未按下，一旦矩阵键盘有键按下，key_mark便不再为16，即实现无法继续抢答。

外部中断K2键按下即置key_mark为16实现抢答复位。

2、电路原理图

如图2-1。

三、源程序

#include"reg51.h"

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineTH（a）（65536-a）/256//定义装入定时器高8位的时间常数

#defineTL（a）（65536-a）%256//定义装入定时器低8位的时间常数

#defineoutP0

#defineNP2

sbitOE=P1^3;

sbitLE1=P1^4;

sbitLE2=P1^5;

sbitK1=P3^4;

sbitK2=P3^5;

sbitK3=P3^6;

sbitK4=P3^7;

sbitL1=P2^0;

sbitL2=P2^1;

sbitL3=P2^2;

sbitL4=P2^3;

ucharnumCode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};//共阴极数码段码

ucharmark[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//共阴极位选码

ucharint_mark;//定义位选中断次数计数变量

ucharkey_mark=16;//定义抢答按键标志

ucharisStart=0;//定义抢答状态

ucharerror_mark;//定义犯规按键标志

voidmain（）{

uchartemp;

uchari;

TMOD=0x01;//设置定时器T0为方式1定时

IE=0x83;//总中断开，允许定时器T0、外部中断0中断

IT0=1;//选择外部中断0为跳沿触发方式

TH0=TH（500）;//给定时器T0高8位赋值

TL0=TL（500）;//给定时器T0低8位赋值

int_mark=0;//位选中断次数清零

TR0=1;//启动定时器T0

while

（1）{

if（isStart==1&&key_mark==16）{

P2=0xef;

for（i=0;i<=3;i++）{//列扫描，i代表列值（0:

第一列、1:

第二列、2:

第三列、3：

第四列）

//行扫描

if（L1==0）key_mark=i+0;//第一行

if（L2==0）key_mark=i+4;//第二行

if（L3==0）key_mark=i+8;//第三行

if（L4==0）key_mark=i+12;//第四行

//P2值左移

temp=P2;

temp=temp|0x0f;

temp=temp<<1;

temp=temp|0x0f;

P2=temp;

}

}

}

}

//定时器T0中断，刷新数码管

voidrefresh（）interrupt1{

if（int_mark==9）{//位选计数溢出清零

int_mark=1;

}

if（isStart==1）{//当前为抢答状态

switch（int_mark）{

case1:

OE=1;

LE1=1;

out=numCode[key_mark];

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

break;

case2:

break;

case3:

break;

case4:

break;

case5:

break;

case6:

break;

case7:

break;

case8:

break;

}

TH0=TH（500）;//给定时器T1高8位赋值

TL0=TL（500）;//给定时器T1低8位赋值

}else{//非抢答状态，循环显示12345678（抢答预备状态）

OE=1;

LE1=1;

out=numCode[int_mark];

LE1=0;

LE2=1;

out=mark[int_mark];

LE2=0;

OE=0;

TH0=TH（65536）;//给定时器T1高8位赋值

TL0=TL（65536）;//给定时器T1低8位赋值

}

int_mark++;

}

//外部中断0，按键控制

voidkeyControl（）interrupt0{

if（INT0==0）

{

//K1键按下，控制抢答状态并复位抢答器

if（K1==0）{

isStart=isStart==0?

1:

0;

key_mark=16;

}

//K2键按下，抢答器复位

if（K2==0）{

key_mark=16;

}

//K3键按下，

if（K3==0）{

}

//K4键按下,

if（K4==0）{

}

}

}