前言

基于51单片机实现一个共阳极数码管的秒表。
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一、实现功能

• 按键按下抬起有效
• 按下按键一启动秒表
• 按下按键二暂停秒表
• 按下按键三秒表置零

二、关键程序

（1）key函数

我们在这里要做的是按键按下抬起有效，所以这里对按键按下和抬起都要有一个判断。另外就是模式的指定，定义变量Mode来存贮不同按键对应的模式。

void key()
{
    //启动
    if (key1 == 0)
    {
        //消抖
        delay(500);
        if (key1 == 0) key_1 = 1;
    }
    //如果按键曾经按下过并且现在抬起了（按下抬起有效）
    if (key1 == 1 && key_1 == 1)
    {
        key_1 = 0;
        Mode = 1;
    }

    //暂停
    if (key2 == 0)
    {
        delay(500);
        if (key2 == 0) key_2 = 1;
    }
    if (key2 == 1 && key_2 == 1)
    {
        key_2 = 0;
        Mode = 2;
    }

    //清零
    if (key3 == 0)
    {
        delay(500);
        if (key3 == 0) key_3 = 1;
    }
    if (key3 == 1 && key_3 == 1)
    {
        key_3 = 0;
        //清零时暂停秒表
        Mode = 3;
        secs = 0;
        sec = 0;
        min = 0;
    }
}

（2）display函数

display函数决定了数码管如何显示数据。为了使数码管的 dot 能够实时闪烁（如下图红色方框所示），这里用到了 按位取或 和 按位取与 。

实现 dot 闪烁的示例代码如下：

P0 = seg[sec % 10] & (flag | 0x7f);

分析：共阳极数码管是低电平有效，数码管的小数点在不用时一般不显示，需要显示时，对于共阳数码管，只需让数字编码数据的最高位设置为有效电平即可。例如，共阳型数码管的小数点显示时，字形编码数据和0x7f与运算，就可让最高位为0，而其他位数据不变。如果要让小数点1秒钟闪烁一次，需要利用一个1秒钟内状态变化一次的变量和0x7f进行按位取或运算，然后整体再和字形编码数据进行按位取与运算。

void display()
{
    //清屏
    P0 = 0xff;
    switch (choice)
    {
	    case 0:
	        P0 = seg[secs % 10];
	        P2 = 0xfe;
	        break;
	    case 1:
	        P0 = seg[secs / 10];
	        P2 = 0xfd;
	        break;
	    case 2:
	        P0 = seg[sec % 10] & (flag | 0x7f);
	        P2 = 0xfb;
	        break;
	    case 3:
	        P0 = seg[sec / 10];
	        P2 = 0xf7;
	        break;
	    case 4:
	        P0 = seg[min % 10] & (flag | 0x7f);
	        P2 = 0xef;
	        break;
	    case 5:
	        P0 = seg[min / 10];
	        P2 = 0xdf;
	        break;
    }
    choice++;
    if (choice >= 6)
        choice = 0;
}

（3）中断函数

中断函数决定了秒表的时间，关键点在于时间刻度的转换。

void time() interrupt 1
{
    //填充初始值
    TH0 = (65536 - 10000); //10ms
    TL0 = (65536 - 10000);
    //调用显示函数
    display();
    //只有在模式1下秒表才能启动，其他模式处于暂停态
    if (Mode == 1)
    {
        secs++;
    }
    if (secs > 99)
    { //100 * 10ms = 1s
        secs = 0;
        sec++;
    }
    if (sec > 59)
    {
        sec = 0;
        min++;
    }
    if (min > 99)
        min = 0;
}

三、完整程序

#include <reg52.h>

//定义段选数组
unsigned char code seg[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};

//定义全局变量
char choice, sec, min, secs, flag, key_1, key_2, key_3, Mode;
//定义按键
sbit key1 = P3 ^ 0;
sbit key2 = P3 ^ 1;
sbit key3 = P3 ^ 2;

//定义延迟函数
void delay(unsigned int x)
{
    while (x--);
}

//定义按键函数
void key()
{
    //启动
    if (key1 == 0)
    {
        //消抖
        delay(500);
        if (key1 == 0) key_1 = 1;
    }
    //如果按键曾经按下过并且现在抬起了
    if (key1 == 1 && key_1 == 1)
    {
        key_1 = 0;
        Mode = 1;
    }

    //暂停
    if (key2 == 0)
    {
        delay(500);
        if (key2 == 0) key_2 = 1;
    }
    if (key2 == 1 && key_2 == 1)
    {
        key_2 = 0;
        Mode = 2;
    }

    //清零
    if (key3 == 0)
    {
        delay(500);
        if (key3 == 0) key_3 = 1;
    }
    if (key3 == 1 && key_3 == 1)
    {
        key_3 = 0;
        //清零时暂停秒表
        Mode = 3;
        secs = 0;
        sec = 0;
        min = 0;
    }
}

//初始化函数
void start()
{
    //总控
    EA = 1;
    //分控
    ET0 = 1;
    //设置TMOD
    TMOD = 0x01;
    //填充初始值
    TH0 = (65536 - 10000);
    TL0 = (65536 - 10000);
    //启动
    TR0 = 1;
}

//显示函数
void display()
{
    //清屏
    P0 = 0xff;
    switch (choice)
    {
	    case 0:
	        P0 = seg[secs % 10];
	        P2 = 0xfe;
	        break;
	    case 1:
	        P0 = seg[secs / 10];
	        P2 = 0xfd;
	        break;
	    case 2:
	        P0 = seg[sec % 10] & (flag | 0x7f);
	        P2 = 0xfb;
	        break;
	    case 3:
	        P0 = seg[sec / 10];
	        P2 = 0xf7;
	        break;
	    case 4:
	        P0 = seg[min % 10] & (flag | 0x7f);
	        P2 = 0xef;
	        break;
	    case 5:
	        P0 = seg[min / 10];
	        P2 = 0xdf;
	        break;
    }
    choice++;
    if (choice >= 6)
        choice = 0;
}

//设置时间中断函数
void time() interrupt 1
{
    //填充初始值
    TH0 = (65536 - 10000); //10ms
    TL0 = (65536 - 10000);
    //调用显示函数
    display();
    if (Mode == 1)
    {
        secs++;
    }
    if (secs > 99)
    { //100 * 10ms = 1s
        secs = 0;
        sec++;
    }
    if (sec > 59)
    {
        sec = 0;
        min++;
    }
    if (min > 99)
        min = 0;
}

//主函数
void main()
{
    //调用初始化函数
    start();
    while (1)
    {
        //调用按键函数
        key();
    }
}

四、仿真

五、效果展示

六、项目地址

https://gitee.com/wk-china/stopwatch-51