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碼管相繼發(fā)明出現(xiàn)。數碼管可以顯示數字與相應信息，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 數碼管動態(tài)顯示與計數工作原理

■2.1 定時器結構與原理

定時器T0/T1的結構如圖1所示，其中振蕩器經12分頻后作為定時器的時鐘脈沖，T1引腳為外部計數脈沖輸入端，通過開關進行選擇。反相器，或門，與門共同構成啟/?？刂菩盘枴H和TL為加1計數器，TF為中斷標志。每接收到一個脈沖，加1計數器自動加1，當計數器中的數被加為0時產生溢出標志，TF將被置1。計數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。

圖1 定時器T0（T1）結構圖

■2.2 脈沖產生

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。

■2.3 脈沖計數

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，進行脈沖個數的計數，再通過數碼管顯示出數字信息。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 數碼管動態(tài)顯示與計數電路設計

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燈數碼管的動態(tài)顯示與計數。

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生與計數，單片機U1產生脈沖并通過數碼管顯示脈沖產生數；單片機U2接收脈沖同時也通過數碼管顯示脈沖接收數字。當按下按鍵時開始產生并傳送脈沖，通過一個VSM counter timer進行計數驗證的準確與否。按下按鍵后發(fā)現(xiàn)兩個多位數碼管同時顯示并跳轉同樣的數字，并且計數器也顯示。

圖2 電路設計圖

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生數，調整單片機U2功能，使其顯示高脈沖的產生數，即單片機U1對應數碼管的計數值為U2的2倍。

圖3 修改后計數效果

通過調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，從而能夠根據實際需求進行不同時間模式的計數。

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

圖4 示波器脈沖波形

4 設計流程圖

本文所設計的數碼管動態(tài)顯示及計數的流程圖如圖5、如圖6所示。

圖5 主程序流程圖

圖6 計數顯示流程圖

5 部分程序介紹

■5.1 定時器中斷初始化

■5.2 計數顯示

6 結語

本文利用Proteus軟件設計并仿真了數碼管的動態(tài)顯示與計數。仿真表明，該設計可通過調節(jié)脈沖時間實現(xiàn)不同模式的時間計數顯示，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。