SEG1SEG7-311SEG2SEG7-311S2S1S0NC742110127421101235398653ABCDEFGH3333ABCDEFGH986S2S1S0NCABCDEFGDPABCDEFGDPQ1CCQ2CQ3CQ4CQ51E3Q61ECBE1EB1EB1R142EBseg2BB1seg5R112S85502S85502S8550S85502S85502S85501Kseg4R121Kseg3R131K1Kseg1R151Kseg0VCCR161KVCC
图5 数码管电路原理图
图5为数码管显示电路和对应的驱动电路。本设计采用的是0.56英寸的三位共阳型
七段数码管，结构如图6所示。
共阳型数码管的结构如上图6所示，从上图可以看出，每一个LED的正极接在一起形
成
图6 0.56英寸4位共阳数码管结构图
公共端，如果要点亮每一段LED，对应的负极要给低电平，便可使LED导通发光。由于驱动一个数码管需要电流较大，如果直接接入单片机，则会因为供电不足而导致亮度很暗，甚至无法正常显示。因此有必要增加一个驱动电路，以提供更大的电流。
驱动电路有几种方案可选，比如用集成的驱动芯片，如74LS573锁存芯片，74LS245驱动芯片等。本设计采用的方法是较为简单的三极管驱动。
图5原理图已经给出了具体的驱动电路方案。每一个数码管的公共端接入一个S8550三极管，控制对应S8550三极管的导通，即可让数码管获得VCC，从而被点亮。因为S8550是PNP型三极管，所以要使其导通，则其基极应该获得低电平，也就是单片机要输出“0”给基极，方可使数码管获得VCC。同理，如果不想让数码管被点亮，则基极应该得到“1”，S8550截止，数码管无VCC。
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以上可见，通过控制三极管的导通和截止，实现了一个重要的功能：选择对应数码管工作。本设计正是基于数码管的动态扫描原理，来实现8个两位数码管的正确显示。
所谓动态扫描，就是在一个时刻里，只让一个数码管工作，其余数码管不工作。紧接着下一个时刻，让另一个数码管工作，上一个数码管和其它数码管停止工作。按照这样的原理，轮流让所有的数码管一个接一个工作，并且对应工作的数码管送出对应的数据值。从宏观来看，即可看到所有数码管是同时工作一样。
这里的宏观，指的是人的眼睛。人眼有一个视觉暂留功能，即看到一个影像后不会马上消失，而是会暂留在眼里一段时间，这个时间一般是在30~40ms左右。也就是说，如果我们在这个暂留时间内不断地更新影像，则人眼看到的将是连续的画面，而不会有停顿感。如果超过这个时间，人眼就能看出来画面不连续，有闪烁感（是切换画面时间过长造成的）。 综上，本设计中有1个4位数码管，则一共有4个数码管。要在40ms时间内对所有数码管进行扫描（送数据），则每个数码管扫描时间不能超过10ms。本设计中每个数码管扫描时间设计为1ms，符合要求。 2.3.4 按键模块
本设计中，采用1个按键完成计时的开始和暂停切换功能。按键模块如图7所示：
按键模块KEYR110KS1SW-PB图7 按键模块
VCC按键设计成低电平有效，也就是说当有按键按下后，对应的IO口状态是低电平的，
单片机只要检测对应IO口的电平状态即可知道是否有按键按下。
另外，为了提高系统的抗干扰性，每个独立按键均接了一个上拉电阻。这样设计的好处是，当没有按键按下时，由于上拉电阻作用，对应IO口被上拉到VCC），也就是说按键的空闲状态是高电平。只有按键按下后，IO才被按键拉到地（低电平），从而提高了按键的抗干扰性能，减小外界的干扰。 3 系统的程序设计
系统硬件设计好以后，接紧接着需要进行软件设计。电子秒表的软件设计主要有三个方面：一是利用定时器来完成秒表的定时周期；二是利用定时中断来实现键盘的扫描，确定单片机的工作状态；三是利用单片机控制LED的输出显示。 3.1 主程序
主程序如图8所示：
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初始按键检是 启/停 TR0取返回 图8 主程序图
系统主函数流程如图8所示，主要完成对按键的检测，然后对定时计数器工作状态进行关闭或者开启，从而启动或者暂停计时。 3.2 按键模块程序流程图
按键模块的流程如下图9所示：
开始 按键检否 检测到低电是 20ms去否 仍为低电是 置标志
图9 按键模块流程图
按键模块软件设计中，主要是注意按键的去抖处理。由于通常的机械按键在按下的过程中会存在一个抖动的过程，一般为5ms~10ms。在抖动过程中，会出来高低电平的变化。所以需要对抖动进行一定的处理，以避免系统误操作。通常方法有两种，第一是硬件消抖。
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硬件消抖主要是运用数字电路的稳态来完成此功能。本设计利用的是软件消抖，当检测到有按键按下时，不会马上采取动作，而是需要延时一段时间，以跳过按键的抖动期，过了这段时间再去检测按键，如果仍然是按下状态，则说明是真正有按键按下，而非抖动或者外界的干扰。软件消抖在一定程度上减少了硬件成本。 if(key==0) // 起停按键按下时 {
delay(20); // 延时20ms，跳过抖动时间，再判断 if(key==0) // 确实有按键按下
TR0=~TR0; // 将TR0取反，实现每按一次，就开始计数或者暂停计数 while(!key); // 等待按键弹起 }
以上为按键检测及软件去抖代码。 3.3 数码管扫描流程图
数码管动态扫描采用T1定时器中断，流程图如下图10所示：
T1中断 送对应的段送对应的位sel自加1 是 sel为6？ 否 退出中图10 扫描模块流程图
sel清0
以下为具体代码：
uchar segdata[6]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};// 6个数码管的数据
uchar code select[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};// 6个数码管的位选信号 uchar code table[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //0-9
/*************定时器1中断****************/
void timer1_int() interrupt 3 // 扫描数码管 {
TH1=(65536-1000)/256; TL1=(65536-1000)%6;
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// 注意，仿真时，由于没有用三极管驱动，位扫描要取反
//SCAN=~0xff; // 仿真时，要用这句代替下面这句 SCAN=0xff; // 需要关了所有的数码管，避免数码管有重影 if(sel==2)
PDATA=table[segdata[sel]]-0x80;// 当显示到第二个数码管时，显示计时的小数点 else if(sel==4)
PDATA=table[segdata[sel]]-0x80; // 当显示到第二个数码管时，显示计时的小 // 数点 else
PDATA=table[segdata[sel]]; // 否则是其它的数码管，则不显示小数点 //SCAN=~select[sel]; // 仿真时用这句位扫描，替代下一句 SCAN=select[sel]; // 送出数据后，再打开对应的数码管 sel++;
if(sel==6) // 扫描完4个数码管后，又开始重新扫描（从右到左扫描） sel=0;
segdata[0]=s1; // 将计时的值放到对应的显示位置 segdata[1]=s1/10; segdata[2]=s2;
segdata[3]=s2/10; segdata[4]=s3; segdata[5]=s3/10; }
本设计有6个数码管，因此sel取值为0、1、2、3、4、5，用来对应6个数码管。如上面的代码，sel=0对应的是分钟的十位，以此类推。每中断一次，送一个数码管对应的段码，同时位选也是选中该位数码管。具体选中哪个数码管，由sel来决定（sel的不同值对应不同的数码管）。当数据输出后，sel自加1，以便指向下一个数码管。等待下一个中断（间隔1ms）来临，又按上面的过程完成下一个数码管的扫描。
程序中要注意先关闭显示，然后送出段码，最后打开显示。这样做的目的是为了避免数码管出现重影现象，可以使显示更清晰。 3.4 T0计时流程图
T0定时器中断，流程图如下图11所示：
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