兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　課程名稱： 通信電子線路課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì) </p><p>　　院 系： 電子信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><

2、;p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　年 5 月 20 日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</

3、p><p><b>　　兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘 要：兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)是基于AT89S52單片機(jī)的兩位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，通過AT89S52進(jìn)行控制，用C語言編寫了兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專用程序。數(shù)碼管通過共陽極的三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電源通過橋堆2W10和7805將通過變壓的交流電壓變?yōu)?V的直流電源。復(fù)位用電容與按鍵的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘用12M

4、的晶振來控制。通過單片機(jī)的片選信號(hào)控制數(shù)碼管的燈管，使其依次點(diǎn)亮，由于人眼有視覺暫留的特性和數(shù)碼管的余暉效應(yīng)，而掃描頻率足夠高，因此人眼是感覺不出數(shù)碼管的變化的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S52 晶振 動(dòng)態(tài)掃描顯示 共陽極數(shù)碼管 復(fù)位 軟件 7805 橋堆2W10</p><p><b>　　目 錄</b></p

5、><p><b>　　1.設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)應(yīng)用背景……………………………………………… 1</p><p>　　1.2共陽極數(shù)碼管的顯示方法……………………………………… 1</p><p>　　1.3共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………… 1<

6、;/p><p>　　2.設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………… 1</p><p>　　2.1方案一：共陽極數(shù)碼管靜態(tài)顯示………………………………… 1</p><p>　　2.2方案二：共陽極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示………………………………… 2</p><p>　　2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)缺點(diǎn)比較……………………

7、………… 3</p><p>　　3.方案實(shí)施………………………………………………………………… 3</p><p>　　3.1電源電路設(shè)計(jì)………………………………………………………… 3</p><p>　　3.2復(fù)位及震蕩電路……………………………………………………… 3</p><p>　　3.3單片機(jī)接口……………………………………

8、……………………… 4</p><p>　　3.4軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 4</p><p>　　3.5調(diào)試仿真……………………………………………………………… 6</p><p>　　3.6實(shí)物制作……………………………………………………………… 6</p><p>　　4.結(jié)果與結(jié)論……………………………

9、………………………………… 6</p><p>　　4.1結(jié)果…………………………………………………………………… 6</p><p>　　4.2結(jié)論…………………………………………………………………… 6</p><p>　　5.收獲與致謝……………………………………………………………… 7</p><p>　　6.參考文獻(xiàn)………………

10、………………………………………………… 7</p><p>　　7.附件……………………………………………………………… …………7</p><p>　　7.1元器件清單……………………………………………………………7</p><p>　　7.2硬件原理圖……………………………………………………………8</p><p>　　7.3流程圖……

11、……………………………………………………………8</p><p>　　7.4實(shí)物拍照………………………………………………………………9</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　1.1單片機(jī)發(fā)展前景</p><p>　　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)域沒有單片機(jī)的蹤跡。

12、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，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(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。</p><p>　　1.2共陽極數(shù)碼管的顯

13、示方法</p><p>　　LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(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

14、控制各個(gè)數(shù)碼管輪流顯示。</p><p>　　1.3共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　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。通過單片機(jī)的P口來控制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)與三極管來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼

15、管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1方案一：共陽極數(shù)碼管靜態(tài)顯示 </p><p>　　數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路如圖2—1所示：</p><p><b>　　圖2—1</b></p><p>　　2.2方案二：

16、共陽極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 </p><p>　　數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路如圖2—2所示：</p><p><b>　　圖2—2</b></p><p>　　2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)缺點(diǎn)比較</p><p>　　靜態(tài)顯示方式簡單不容易出錯(cuò)，如果電路設(shè)計(jì)合適，也能夠用較少的線完成多個(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

17、接更簡單，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。而且采用動(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。在現(xiàn)在的多數(shù)電子系統(tǒng)中，在用到數(shù)碼管的場(chǎng)合下，多數(shù)采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)來顯示。故采用動(dòng)態(tài)顯示較好些。</p><p><b>　　3.方案實(shí)施</b></p><p

18、><b>　　3.1電源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　當(dāng)外接交流電源經(jīng)過變壓通過橋堆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。</p><p>　　電源電路如圖3—1所示：</p><p><b>　　圖3—1</b>&

19、lt;/p><p>　　3.2復(fù)位及震蕩電路</p><p>　　復(fù)位用電容與按鍵的并聯(lián)來實(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。時(shí)鐘用12M的晶振來組成振蕩電路，來控制單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描。</p><p>　　復(fù)位及振蕩電路如圖3—2所示：</p><p><b>　　圖3—2</b>

20、;</p><p><b>　　3.3單片機(jī)接口</b></p><p>　　單片機(jī)采用P2口的I/O來控制數(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。</p><p><b>　　3.4軟件設(shè)計(jì)<

21、/b></p><p>　　此程序采用C語言用十六進(jìn)制算法編寫了兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動(dòng)態(tài)顯示的專用程序。通過軟件的控制使兩位數(shù)碼管能從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開始計(jì)數(shù)。并有電源開關(guān)控制讓電路是否工作，且有指示燈只是電源是否正常。</p><p><b>　　程序如下：</b></p>&l

22、t;p><b>　　.</b></p><p><b>　　3.5調(diào)試仿真</b></p><p>　　在進(jìn)行硬件調(diào)試時(shí)，由于復(fù)位鍵的高電平與接地端接反了，致使復(fù)位鍵剛開始不能正常工作，后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)后，進(jìn)行改正后，使其正常工作。</p><p>　　在進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)，由于循環(huán)的條件出錯(cuò)，致使整個(gè)電路板不能正常計(jì)數(shù)，

23、后經(jīng)過反復(fù)地對(duì)程序修改，終于實(shí)現(xiàn)了程序的正常循環(huán)。</p><p><b>　　3.6實(shí)物制作</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　4.結(jié)果與結(jié)論</b></p&

24、gt;<p><b>　　4.結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過對(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)過程中，若按下復(fù)位鍵后，技術(shù)又重新從00開始計(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)

25、實(shí)的結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果一致。</p><p><b>　　4.2結(jié)論</b></p><p>　　單片機(jī)有著很強(qiáng)大的功能，并有40個(gè)引腳，通過單片機(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板。而且LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。</p><p

26、><b>　　5.收獲與致謝</b></p><p>　　通過這次兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)，我受益匪淺，這次實(shí)習(xí)加深了我對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，讓我更加清楚了單片機(jī)的工作過程，我較系統(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，熟悉和掌電路參數(shù)的計(jì)算。此外，我學(xué)會(huì)了在遇到一些不懂的課外知識(shí)主動(dòng)查找一些課外書來了解更多的知識(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)

27、，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)試過程應(yīng)注意的問題，能用C語言進(jìn)行軟件的編寫與調(diào)試。 </p><p>　　在這次實(shí)習(xí)過程中，我十分感謝 老師在這兩周對(duì)我們的幫助和指導(dǎo)，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。</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b><

28、/p><p>　　[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，2010.5</p><p>　　[2]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版).北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[3]杜樹春.單片機(jī)C語言和匯編語言混合編程實(shí)例詳解.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.6</p><p>　　[4]林之琦.

29、基于Proteus的單片機(jī)可視化軟硬件仿真.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006</p><p><b>　　7.附件</b></p><p><b>　　7.1元器件清單</b></p><p>　　元器件清單如表格7—1</p><p><b>　　表7—1</b><

30、;/p><p><b>　　7.2硬件原理圖</b></p><p>　　原理圖如圖7—1所示：</p><p><b>　　圖7—1</b></p><p><b>　　7.3流程圖</b></p><p>　　程序流程圖如圖7—2所示：</p>

31、;<p><b>　　圖7—2</b></p><p><b>　　7.4實(shí)物拍照</b></p><p>　　實(shí)物的正反面圖如圖7—3、7—4所示：</p><p><b>　　圖7—3</b></p><p><b>　　圖7—4</b>