兩位數(shù)碼管顯示課程設計

1、<p><b>　　兩位數(shù)碼管顯示設計</b></p><p>　　摘 要：本設計以AT89S52單片機為主控模塊，利用匯編語言編寫兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動態(tài)顯示的專用程序來實現(xiàn)兩位數(shù)碼管動態(tài)顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由電源模塊、復位模塊、外部時鐘電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成。電源電路通過橋堆2W10和三端穩(wěn)壓器7805將交流電壓變?yōu)?V的直流電壓。復位電路由電容與按鍵的并聯(lián)來實現(xiàn)。時鐘通過

2、外部12M的晶振來控制。兩位數(shù)碼管顯示由兩個共陽極的三極管進行驅(qū)動。將匯編語言編寫的兩位數(shù)碼管動態(tài)顯示程序?qū)懭雴纹瑱C來控制P2口，使數(shù)碼管相應段點亮，同時利用人眼視覺暫留的特性和數(shù)碼管的余輝效應，在掃描頻率足夠高時，人眼無法感覺數(shù)碼管的變化，從而實現(xiàn)數(shù)碼的動態(tài)顯示。</p><p>　　關鍵詞：AT89S52；兩位數(shù)碼管；動態(tài)顯示 </p><p><b>　　目錄</

3、b></p><p><b>　　1.設計背景1</b></p><p>　　1.1單片機發(fā)展前景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)動設計1</p><p><b>　　2.設計方案1</b>&l

4、t;/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)碼管動態(tài)顯示2</p><p>　　2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動態(tài)顯示的優(yōu)缺點比較3</p><p><b>　　3.方案實施3</b></p><p>　　3.1硬件電路的實施3</p>

5、;<p>　　3.2 電源電路設計4</p><p>　　3.3復位及振蕩電路4</p><p>　　3.4 數(shù)碼管顯示5</p><p>　　3.5 連接方式5</p><p><b>　　3.6軟件設計5</b></p><p>　　3.7 實物制作8</p&g

6、t;<p><b>　　4.結(jié)果與結(jié)論8</b></p><p><b>　　4.1 結(jié)果8</b></p><p><b>　　4.2結(jié)論8</b></p><p><b>　　5.收獲與致謝8</b></p><p><b&

7、gt;　　6.參考文獻9</b></p><p><b>　　7.附 件10</b></p><p>　　7.1元器件清單10</p><p>　　7.2 硬件原理圖11</p><p>　　7.3 實物圖12</p><p><b>　　1.設計背景</b

8、></p><p>　　1.1單片機發(fā)展前景</p><p>　　目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(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、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用

9、說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。</p><p>　　1.2共陽極數(shù)碼管的顯示方法</p><p>　　LED數(shù)碼管是單片機控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號的狀態(tài)。數(shù)碼管顯示是一個系統(tǒng)工程中必不可少的人機交互環(huán)節(jié)，因此關于數(shù)碼管的驅(qū)動也就是系統(tǒng)工程中的一個重要的環(huán)

10、節(jié)。數(shù)碼管的驅(qū)動分為動態(tài)驅(qū)動和靜態(tài)驅(qū)動兩種。所謂靜態(tài)驅(qū)動，就是指無論多少位LED數(shù)碼管，同時處于顯示狀態(tài)。動態(tài)顯示驅(qū)動是指無論在任何時刻只有一個LED數(shù)碼管處于顯示狀態(tài)，及單片機采用“掃描”方式控制各個數(shù)碼管輪流顯示。</p><p>　　1.3共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動設計</p><p>　　將數(shù)碼管每個LED燈對應單片機的一個I/O口。通過單片機的P口來控制LED燈的亮和滅。I/O口之間互相

11、獨立，需要用I/O口直接控制LED。動態(tài)顯示將數(shù)碼管的每個引腳一對一連接在一起接單片機的數(shù)據(jù)，而將各個數(shù)碼管的公共端單獨送至單片機的I/O口進行片選。此外，在此基礎上，用單片機與三極管來驅(qū)動數(shù)碼管，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的動態(tài)顯示。</p><p><b>　　2.設計方案</b></p><p>　　2.1方案一：共陽極數(shù)碼管靜態(tài)顯示 </p><p&g

12、t;　　數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路</p><p>　　2.2方案二：共陽極數(shù)碼管動態(tài)顯示 </p><p>　　數(shù)碼管動態(tài)顯示電路如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 數(shù)碼管動態(tài)顯示電路</p><p>　　2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動態(tài)顯示的優(yōu)缺點比較&l

13、t;/p><p>　　靜態(tài)顯示方式簡單不容易出錯，如果電路設計合適，也能夠用較少的線完成多個數(shù)碼管的顯示。但與動態(tài)顯示相比，動態(tài)顯示電路連接更簡單，節(jié)省單片機I/O口，從而節(jié)省單片機的資源，如今已經(jīng)有很多這樣成熟的基于動態(tài)掃描的芯片，并且采用動態(tài)顯示方式極大的節(jié)省單片機的資源，特別是在單片機的I/O數(shù)量比較緊張的情況下，更能體現(xiàn)采用動態(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)采用動態(tài)掃描技術(shù)來顯示。&l

14、t;/p><p><b>　　3.方案實施</b></p><p>　　3.1硬件電路的實施</p><p>　　1.硬件原理框圖如下：</p><p>　　圖3-1 硬件組成框圖</p><p>　　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

15、口通過電阻接到顯示電路的七段數(shù)碼管的a b c d e f g 端口上,數(shù)碼管的共陽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接復位電路，實現(xiàn)電路的復位；XTAL1、XTAL2接晶振電路；整個電路實現(xiàn)循環(huán)動態(tài)顯示數(shù)字00~99.</p><p>　　3.2 電源電路設計</p><p><b>　　圖3-2 電源電路</b></p

16、><p>　　如圖3-2所示，當外接交流電源經(jīng)過變壓通過橋堆2W10和 7805時，經(jīng)C1、C2、C3、C4對電源進行濾波，實現(xiàn)交流電壓變?yōu)?V的直流電源，從而直接給單片機提供正常的工作電壓。</p><p>　　3.3復位及振蕩電路</p><p>　　圖3-3復位電路 圖3-4振蕩電路</p><p

17、>　　如圖3-3，復位電路用電容與按鍵的并聯(lián)來實現(xiàn)，將它們并在一起，一端接高電平，另一端接地，從而實現(xiàn)高電平復位的功能。如圖3-4，時鐘由12M的晶振來組成振蕩電路，來控制單片機對數(shù)碼管的動態(tài)掃描。</p><p><b>　　3.4 數(shù)碼管顯示</b></p><p>　　圖3-5 數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　如圖3-5所示，兩

18、位數(shù)碼管分別由兩個PNP型三極管驅(qū)動，三極管的基極通過限流電阻接在單片機P0.0、P0.1，其中P0.0控制數(shù)碼管的個位，P0.1控制數(shù)碼管的十位。數(shù)碼管各段除小數(shù)點段外其余七段（a-g）通過限流電阻接在單片機P2口（P2.0-P2.6），兩位數(shù)碼管顯示由單片機內(nèi)部程序控制相應接口為低電平，從而實現(xiàn)從00—99動態(tài)循環(huán)顯示。例如：十位和個位顯示原理相同，謹以個位說明。當個位數(shù)碼管顯示5時，5在程序中查表對應的十六進制數(shù)為92H，對應二進

19、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段點亮，則此時數(shù)碼管上顯示數(shù)字5。</p><p><b>　　3.5 連接方式</b></p><p>　　單片機采用P2口的I/O來控制數(shù)碼管的各個引腳。復位鍵接到引腳9上，數(shù)碼管的位選通過三極管和電阻分

20、別與單片機的引腳1和39相連，晶振與單片機的引腳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>　　3.6軟件設計</b></p><p>　　此程序采用匯編語言用十六進制算法編寫了兩位數(shù)碼管循環(huán)掃描動態(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計數(shù)到99，再回到00，依次進行循環(huán)。若在計數(shù)期間有復位高電平出現(xiàn)時，便重新從

21、00開始計數(shù)。并有電源開關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>　　程序流程圖如下：</b></p><p>　　圖3-6 程序流程圖</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　BITS EQU 20H;數(shù)碼管個位數(shù)存放內(nèi)存位置</

22、p><p>　　TEN EQU 21H;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置</p><p>　　TEMP EQU 22H;計數(shù)器值存放內(nèi)存位置</p><p><b>　　START:</b></p><p>　　MOV TEMP,#0;初始化寄存器，從0開始</p><p><b>　　STLOP:

23、</b></p><p>　　ACALL DISPLAY;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　INC TEMP;計數(shù)器加1</p><p>　　MOV A,TEMP;</p><p>　　CJNE A,#100,NEXT;判斷計數(shù)器是否滿100</p><p>　　MOV TEMP,#0;滿100清零從新開

24、始</p><p><b>　　NEXT:</b></p><p>　　LJMP STLOP;不滿就循環(huán)執(zhí)行</p><p><b>　　DISPLAY:</b></p><p>　　MOV A,TEMP;將TEMP中的十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制</p><p>　　MOV B,

25、#10;</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV TEN,A;十位在A</p><p>　　MOV BITS,B;個位在B</p><p>　　MOV DPTR,#NUMTAB;指定查表起始地址</p><p>　　MOV R0,#4;</p>

26、<p><b>　　DPL1:</b></p><p>　　MOV R1,#250;</p><p><b>　　DPLOP:</b></p><p>　　MOV A,BITS;取個位數(shù)</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR;查個位的7段數(shù)碼管</p><p

27、>　　MOV P2,A;送出個位的7段代碼</p><p>　　CLR P0.0;開個位顯示</p><p>　　ACALL DELAY1ms;顯示162ms</p><p>　　SETB P0.0;關閉個位顯示</p><p>　　MOV A,TEN;取十位顯示</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR

28、;查十位數(shù)的7段代碼</p><p>　　MOV P2,A;送出十位的7段代碼</p><p>　　CLR P0.1;開十位顯示</p><p>　　ACALL DELAY1ms;顯示162ms</p><p>　　SETB P0.1;關閉十位顯示</p><p>　　DJNZ R1,DPLOP;執(zhí)行循環(huán)250次<

29、;/p><p>　　DJNZ R0,DPL1;執(zhí)行循環(huán)250*4=1000次</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　DELAY1ms:</b></p><p>　　MOV R7,#80;延時162ms子程序（2+2*80=162ms,按照12MHZ計算）</p&g

30、t;<p>　　DJNZ R7,$;</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　NUMTAB:DB 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90</p><p><b>　　END</b></p><p>&l

31、t;b>　　3.7 實物制作</b></p><p>　　重點考慮了晶體和電容與單片機的位置關系。為了減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，應使晶體與電容盡可能安裝得與單片機芯片近些。</p><p><b>　　4.結(jié)果與結(jié)論</b></p><p><b>　　4.1 結(jié)果</b></p

32、><p>　　經(jīng)過對不同方案的分析、比較、取舍，然后進行原理圖的設計與仿真，再經(jīng)過電路板的焊接，軟件的調(diào)試等環(huán)節(jié)的操作，最終實現(xiàn)了讓數(shù)碼管在單片機的控制下循環(huán)顯示兩位數(shù)00-99。并且在正常的計數(shù)過程中，若按下復位鍵后，技術(shù)又重新從00開始計數(shù)。有時在剛接入電源時，數(shù)碼管顯示的不是00，這是需要按下復位鍵才能使其正常工作。最終現(xiàn)實的結(jié)果與預想的結(jié)果一致。</p><p><b>　　

33、4.2結(jié)論</b></p><p>　　單片機有著很強大的功能，并有40個引腳，通過單片機的不同I/O端口與外設連接，能夠控制外設的工作情況，從而實現(xiàn)不同的符合各種需求功能的電路板。LED數(shù)碼管是單片機控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(jié)果或輸入輸出信號的狀態(tài)。</p><p><b>　　5.收獲與致謝</b></p><

34、;p>　　這次兩位數(shù)碼管顯示設計的實習，加深了我對單片機的原理和工作過程的了解，以及系統(tǒng)地、全面地掌握單片機應用系統(tǒng)的基本設計方法、設計步驟和電路參數(shù)的計算方法。同時，這次實習增強了我的動手能力，也讓我對以前所學的知識進行了復習，更加熟練掌握了原理圖的設計與仿真方法，了解硬件電路的焊接及調(diào)試過程應注意的問題，能用匯編語言進行軟件的編寫與調(diào)試。 </p><p>　　在這次實習過程中，我非常感謝XXX老師給予

35、我的細心指導和幫助，還有我們小組的每一個成員，這次實習的成功離不開老師的指導和小組的每位成員的努力與付出，所以真心的對大家表示感謝。</p><p><b>　　6.參考文獻</b></p><p>　　[1] 張毅剛.單片機原理及應用(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(第四版).

36、北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[3]林之琦.基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真.北京:北京航空航天大學出版社,2006</p><p><b>　　7.附 件</b></p><p><b>　　7.1元器件清單</b></p><p>　　表7-1 元器件清單&

37、lt;/p><p><b>　　7.2 硬件原理圖</b></p><p>　　圖7—1 硬件原理圖</p><p><b>　　7.3 實物圖</b></p><p><b>　　圖7-2 實物反面</b></p><p><b>　　圖7-3