兩位數(shù)碼管顯示課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖文

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng):單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)題目:兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)院系:電子信息與電氣工程學(xué)院學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):專(zhuān)業(yè)班級(jí):指導(dǎo)教師:2012年5月18 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目?jī)晌粩?shù)碼管顯示設(shè)計(jì)學(xué)生姓名所在院系電子信息與電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求:使用兩位數(shù)碼管顯示器,循環(huán)顯示兩位數(shù)00-99;具有電源開(kāi)關(guān)和指示燈,有復(fù)位按鍵;數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示,即掃描方式,每一位每間隔一段時(shí)間掃描一次。字符的亮度及清晰度與每位點(diǎn)亮的停留時(shí)間和每位顯示的時(shí)間內(nèi)輪換導(dǎo)通次數(shù)有關(guān)。學(xué)生應(yīng)完成的工作:本設(shè)計(jì)以A T89S52單片機(jī)為主控模塊,利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專(zhuān)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯

2、示系統(tǒng)。學(xué)生可以通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料來(lái)選擇合適的元器件,并設(shè)計(jì)合理的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)符合要求的電路板實(shí)物。主要任務(wù)包括:(1原理圖的設(shè)計(jì)。(2學(xué)會(huì)對(duì)不同方案進(jìn)行比較分析,并通過(guò)整體優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)的比較,確定合理的方案。(3硬件電路的焊接及調(diào)試。(4用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件的編寫(xiě)與調(diào)試。(5撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。(6該生負(fù)責(zé)流程圖和軟件編寫(xiě)。參考文獻(xiàn)閱讀:1 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版.北京:高等教育出版社,2010.52童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版.北京:高等教育出版社,2006.5工作計(jì)劃:2012年5月7 日年5 月9 日:原理圖設(shè)計(jì);2012年5月10日年5月11日:程序的編寫(xiě);2012年5月1

3、4日年5月16日:硬件電路的焊接與軟件的調(diào)試;2012年5月17日年5月18日:撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。任務(wù)下達(dá)日期:2012 年5月7 日任務(wù)完成日期:2012 年5月18 日指導(dǎo)教師(簽名:學(xué)生(簽名:兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)摘要:本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為主控模塊,利用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專(zhuān)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng),系統(tǒng)主要由電源模塊、復(fù)位模塊、外部時(shí)鐘電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成。電源電路通過(guò)橋堆2W10和三端穩(wěn)壓器7805將交流電壓變?yōu)?V的直流電壓。復(fù)位電路由電容與按鍵的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘通過(guò)外部12M的晶振來(lái)控制。兩位數(shù)碼管顯示由兩個(gè)共陽(yáng)極的三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。將匯編

4、語(yǔ)言編寫(xiě)的兩位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)來(lái)控制P2口,使數(shù)碼管相應(yīng)段點(diǎn)亮,同時(shí)利用人眼視覺(jué)暫留的特性和數(shù)碼管的余輝效應(yīng),在掃描頻率足夠高時(shí),人眼無(wú)法感覺(jué)數(shù)碼管的變化,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼的動(dòng)態(tài)顯示。關(guān)鍵詞:AT89S52;兩位數(shù)碼管;動(dòng)態(tài)顯示目錄1.設(shè)計(jì)背景 (11.1單片機(jī)發(fā)展前景 (11.2共陽(yáng)極數(shù)碼管的顯示方法 (11.3共陽(yáng)極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) (12.設(shè)計(jì)方案 (12.1方案一:共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示 (12.2方案二:共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 (22.3數(shù)碼管靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)缺點(diǎn)比較 (33.方案實(shí)施 (33.1硬件電路的實(shí)施 (33.2 電源電路設(shè)計(jì) (43.3復(fù)位及振蕩電路 (43.4 數(shù)

5、碼管顯示 (53.5 連接方式 (53.6軟件設(shè)計(jì) (53.7 實(shí)物制作 (84.結(jié)果與結(jié)論 (84.1 結(jié)果 (84.2結(jié)論 (85.收獲與致謝 (86.參考文獻(xiàn) (97.附件 (107.1元器件清單 (107.2 硬件原理圖 (117.3 實(shí)物圖 (121.設(shè)計(jì)背景1.1單片機(jī)發(fā)展前景目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng),錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開(kāi)單片

6、機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。1.2共陽(yáng)極數(shù)碼管的顯示方法LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見(jiàn)的顯示器件之一,一般用來(lái)顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。數(shù)碼管顯示是一個(gè)系統(tǒng)工程中必不可少的人機(jī)交互環(huán)節(jié),因此關(guān)于數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)也就是系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)分為動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)兩種。所謂靜態(tài)驅(qū)動(dòng),就是指無(wú)論多少位LED數(shù)碼管,同時(shí)處于顯示狀態(tài)。動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)是指無(wú)論在任何時(shí)刻只有一個(gè)LED數(shù)碼管處于顯示狀態(tài),及單片機(jī)采用“掃描”方式控制各個(gè)數(shù)碼管輪流顯示。1.3共陽(yáng)極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)

7、設(shè)計(jì)將數(shù)碼管每個(gè)LED燈對(duì)應(yīng)單片機(jī)的一個(gè)I/O口。通過(guò)單片機(jī)的P口來(lái)控制LED燈的亮和滅。I/O口之間互相獨(dú)立,需要用I/O口直接控制LED。動(dòng)態(tài)顯示將數(shù)碼管的每個(gè)引腳一對(duì)一連接在一起接單片機(jī)的數(shù)據(jù),而將各個(gè)數(shù)碼管的公共端單獨(dú)送至單片機(jī)的I/O口進(jìn)行片選。此外,在此基礎(chǔ)上,用單片機(jī)與三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。2.設(shè)計(jì)方案2.1方案一:共陽(yáng)極數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路如圖2-1所示: 圖2-1 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路2.2方案二:共陽(yáng)極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路如圖2-2所示: 圖2-2 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)缺點(diǎn)比較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單不容易出

8、錯(cuò),如果電路設(shè)計(jì)合適,也能夠用較少的線(xiàn)完成多個(gè)數(shù)碼管的顯示。但與動(dòng)態(tài)顯示相比,動(dòng)態(tài)顯示電路連接更簡(jiǎn)單,節(jié)省單片機(jī)I/O 口,從而節(jié)省單片機(jī)的資源,如今已經(jīng)有很多這樣成熟的基于動(dòng)態(tài)掃描的芯片,并且采用動(dòng)態(tài)顯示方式極大的節(jié)省單片機(jī)的資源,特別是在單片機(jī)的I/O 數(shù)量比較緊張的情況下,更能體現(xiàn)采用動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)越性。因此,在現(xiàn)在的多數(shù)電子系統(tǒng)中,數(shù)碼管多數(shù)采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)來(lái)顯示。3.方案實(shí)施3.1硬件電路的實(shí)施1.硬件原理框圖如下:圖3-1 硬件組成框圖該電路的工作原理:AT89S52從穩(wěn)壓電路中獲得穩(wěn)定的+5V 電壓,接到VCC 端,提供穩(wěn)定的電壓;P2口通過(guò)電阻接到顯示電路的七段數(shù)碼管的a b c

9、 d e f g 端口上,數(shù)碼管的共陽(yáng)極接到三極管的集電極上;P0.0、P0.1口接三極管的基極作為位選;RST 接復(fù)位電路,實(shí)現(xiàn)電路的復(fù)位;XTAL1、XTAL2接晶振電路;整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)循環(huán)動(dòng)態(tài)顯示數(shù)字0099.穩(wěn) 壓 電 路 復(fù) 位 電 路 時(shí) 鐘 電 路 AT89S52 單片機(jī) 兩位數(shù)碼管態(tài)顯示電路3.2 電源電路設(shè)計(jì) 圖3-2 電源電路如圖3-2所示,當(dāng)外接交流電源經(jīng)過(guò)變壓通過(guò)橋堆2W10和7805時(shí),經(jīng)C1、C2、C3、C4對(duì)電源進(jìn)行濾波,實(shí)現(xiàn)交流電壓變?yōu)?V的直流電源,從而直接給單片機(jī)提供正常的工作電壓。3.3復(fù)位及振蕩電路 圖3-3復(fù)位電路圖3-4振蕩電路如圖3-3,復(fù)位電路用電

10、容與按鍵的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn),將它們并在一起,一端接高電平,另一端接地,從而實(shí)現(xiàn)高電平復(fù)位的功能。如圖3-4,時(shí)鐘由12M的晶振來(lái)組成振蕩電路,來(lái)控制單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描。3.4 數(shù)碼管顯示 圖3-5 數(shù)碼管顯示電路如圖3-5所示,兩位數(shù)碼管分別由兩個(gè)PNP型三極管驅(qū)動(dòng),三極管的基極通過(guò)限流電阻接在單片機(jī)P0.0、P0.1,其中P0.0控制數(shù)碼管的個(gè)位,P0.1控制數(shù)碼管的十位。數(shù)碼管各段除小數(shù)點(diǎn)段外其余七段(a-g通過(guò)限流電阻接在單片機(jī)P2口(P2.0-P2.6,兩位數(shù)碼管顯示由單片機(jī)內(nèi)部程序控制相應(yīng)接口為低電平,從而實(shí)現(xiàn)從0099動(dòng)態(tài)循環(huán)顯示。例如:十位和個(gè)位顯示原理相同,謹(jǐn)以個(gè)位說(shuō)明。當(dāng)個(gè)位

11、數(shù)碼管顯示5時(shí),5在程序中查表對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為92H,對(duì)應(yīng)二進(jìn)制為10010010B,其中P2.7、P2.4、P2.1為高電平,DP、e、b段熄滅,P2.6、P2.5、P2.3、P2.2、P2.0為低電平,g、f、d、c、a段點(diǎn)亮,則此時(shí)數(shù)碼管上顯示數(shù)字5。3.5 連接方式單片機(jī)采用P2口的I/O來(lái)控制數(shù)碼管的各個(gè)引腳。復(fù)位鍵接到引腳9上,數(shù)碼管的位選通過(guò)三極管和電阻分別與單片機(jī)的引腳1和39相連,晶振與單片機(jī)的引腳18和19連接,高電平與40引腳連接供電,20引腳直接接地。3.6軟件設(shè)計(jì)此程序采用匯編語(yǔ)言用十六進(jìn)制算法編寫(xiě)了兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專(zhuān)用程序。通過(guò)軟件的控制使兩位數(shù)碼管能

12、從00計(jì)數(shù)到99,再回到00,依次進(jìn)行循環(huán)。若在計(jì)數(shù)期間有復(fù)位高電平出現(xiàn)時(shí),便重新從00開(kāi)始計(jì)數(shù)。并有電源開(kāi)關(guān)控制讓電路是否工作,且有指示燈只是電源是否正常。程序流程圖如下: 圖3-6 程序流程圖程序如下:BITS EQU 20H;數(shù)碼管個(gè)位數(shù)存放內(nèi)存位置TEN EQU 21H;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置TEMP EQU 22H;計(jì)數(shù)器值存放內(nèi)存位置START:MOV TEMP,#0;初始化寄存器,從0開(kāi)始STLOP:ACALL DISPLAY;調(diào)用顯示子程序INC TEMP;計(jì)數(shù)器加1MOV A,TEMP;CJNE A,#100,NEXT;判斷計(jì)數(shù)器是否滿(mǎn)100MOV TEMP,#0;滿(mǎn)100

13、清零從新開(kāi)始NEXT:LJMP STLOP;不滿(mǎn)就循環(huán)執(zhí)行DISPLAY:MOV A,TEMP;將TEMP中的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 MOV B,#10;DIV ABMOV TEN,A;十位在AMOV BITS,B;個(gè)位在BMOV DPTR,#NUMTAB;指定查表起始地址MOV R0,#4;DPL1:MOV R1,#250;DPLOP:MOV A,BITS;取個(gè)位數(shù)MOVC A,A+DPTR;查個(gè)位的7段數(shù)碼管MOV P2,A;送出個(gè)位的7段代碼CLR P0.0;開(kāi)個(gè)位顯示ACALL DELAY1ms;顯示162msSETB P0.0;關(guān)閉個(gè)位顯示MOV A,TEN;取十位顯示MOVC A,

14、A+DPTR;查十位數(shù)的7段代碼MOV P2,A;送出十位的7段代碼CLR P0.1;開(kāi)十位顯示ACALL DELAY1ms;顯示162msSETB P0.1;關(guān)閉十位顯示DJNZ R1,DPLOP;執(zhí)行循環(huán)250次DJNZ R0,DPL1;執(zhí)行循環(huán)250*4=1000次RETDELAY1ms:MOV R7,#80;延時(shí)162ms子程序(2+2*80=162ms,按照12MHZ計(jì)算DJNZ R7,$;RETNUMTAB:DB 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90END3.7 實(shí)物制作重點(diǎn)考慮了晶體和電容與單片機(jī)的位置關(guān)系。為了減少寄

15、生電容,更好的保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作,應(yīng)使晶體與電容盡可能安裝得與單片機(jī)芯片近些。4.結(jié)果與結(jié)論4.1 結(jié)果經(jīng)過(guò)對(duì)不同方案的分析、比較、取舍,然后進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)與仿真,再經(jīng)過(guò)電路板的焊接,軟件的調(diào)試等環(huán)節(jié)的操作,最終實(shí)現(xiàn)了讓數(shù)碼管在單片機(jī)的控制下循環(huán)顯示兩位數(shù)00-99。并且在正常的計(jì)數(shù)過(guò)程中,若按下復(fù)位鍵后,技術(shù)又重新從00開(kāi)始計(jì)數(shù)。有時(shí)在剛接入電源時(shí),數(shù)碼管顯示的不是00,這是需要按下復(fù)位鍵才能使其正常工作。最終現(xiàn)實(shí)的結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果一致。4.2結(jié)論單片機(jī)有著很強(qiáng)大的功能,并有40個(gè)引腳,通過(guò)單片機(jī)的不同I/O端口與外設(shè)連接,能夠控制外設(shè)的工作情況,從而實(shí)現(xiàn)不同的符合各種需求功能的電路

16、板。LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見(jiàn)的顯示器件之一,一般用來(lái)顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。5.收獲與致謝這次兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí),加深了我對(duì)單片機(jī)的原理和工作過(guò)程的了解,以及系統(tǒng)地、全面地掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟和電路參數(shù)的計(jì)算方法。同時(shí),這次實(shí)習(xí)增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力,也讓我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí),更加熟練掌握了原理圖的設(shè)計(jì)與仿真方法,了解硬件電路的焊接及調(diào)試過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題,能用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件的編寫(xiě)與調(diào)試。在這次實(shí)習(xí)過(guò)程中,我非常感謝XXX老師給予我的細(xì)心指導(dǎo)和幫助,還有我們小組的每一個(gè)成員,這次實(shí)習(xí)的成功離不開(kāi)老師的指導(dǎo)和小組的每位成員的努力與付出,所以真心的對(duì)大家表示感謝。6.參考文獻(xiàn)1 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版.北京:高等教育出版社,2010.52童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版.北京:高等教育出版社,2006.57.附件7.1元器件清單表7-1 元器件清單名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量單片機(jī)AT89S52 1 數(shù)碼管SN43052 1 晶振11.0592MHH 1 穩(wěn)壓電源DE7805 1 三極管9015 2 整流橋2W10