兩位數(shù)碼管顯示課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　課程名稱： 《單片機(jī)技術(shù)》 </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： </

2、p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 5月 18 日</p><p>　　課

3、程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>　　兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘 要：本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)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(shí)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(fù)位模塊、外部時(shí)鐘電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊構(gòu)成。電源電路通過橋堆2W10和三端穩(wěn)壓器7805將交流電壓變?yōu)?V的直流電

4、壓。復(fù)位電路由電容與按鍵的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘通過外部12M的晶振來控制。兩位數(shù)碼管顯示由兩個(gè)共陽極的三極管進(jìn)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(jī)來控制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)，人眼無法感覺數(shù)碼管的變化，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼的動態(tài)顯示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89S52；兩位數(shù)碼管；動態(tài)顯示 </p><

5、p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)背景1</b></p><p>　　1.1單片機(jī)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(shè)計(jì)1</p><p><b>

6、;　　2.設(shè)計(jì)方案1</b></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(diǎn)比較3</p><p><b>　　3.方案實(shí)施3</b></p><p>

7、　　3.1硬件電路的實(shí)施3</p><p>　　3.2 電源電路設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.3復(fù)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(shè)計(jì)5</b></p><p&

8、gt;　　3.7 實(shí)物制作8</p><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><

9、/p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)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(shí)物圖12</p><p>

10、<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。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)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控

11、玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(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

12、關(guān)于數(shù)碼管的驅(qū)動也就是系統(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(shí)處于顯示狀態(tài)。動態(tài)顯示驅(qū)動是指無論在任何時(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)動設(shè)計(jì)</p><p>　　將數(shù)碼管每個(gè)LED燈對應(yīng)單片機(jī)的一個(gè)I/O口。通過單片機(jī)

13、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。動態(tài)顯示將數(shù)碼管的每個(gè)引腳一對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)動數(shù)碼管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動態(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

14、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>　　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>

15、　　2.3數(shù)碼管靜態(tài)與動態(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。但與動態(tài)顯示相比，動態(tài)顯示電路連接更簡單，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(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)采用動態(tài)顯示的優(yōu)越性。因此，在現(xiàn)在的多數(shù)電子

16、系統(tǒng)中，數(shù)碼管多數(shù)采用動態(tài)掃描技術(shù)來顯示。</p><p><b>　　3.方案實(shí)施</b></p><p>　　3.1硬件電路的實(shí)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

17、+5V電壓，接到VCC端，提供穩(wěn)定的電壓；P2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(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)動態(tài)顯示數(shù)字00~99.</p><p>　　3.2 電源電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖3

18、-2 電源電路</b></p><p>　　如圖3-2所示，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>　　3.3復(fù)位及振蕩電路</p><p>　　圖3-3復(fù)位電路 圖3

19、-4振蕩電路</p><p>　　如圖3-3，復(fù)位電路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。如圖3-4，時(shí)鐘由12M的晶振來組成振蕩電路，來控制單片機(jī)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>

20、;<p>　　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，三極管的基極通過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00—99動態(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)位說明。當(dāng)個(gè)位數(shù)碼管顯示5時(shí)，5

21、在程序中查表對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為92H，對應(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。</p><p><b>　　3.5 連接方式</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

22、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>　　3.6軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　此程序采用匯編語言用十六進(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

23、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 EQ

24、U 20H;數(shù)碼管個(gè)位數(shù)存放內(nèi)存位置</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(jì)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><

25、;p><b>　　STLOP:</b></p><p>　　ACALL DISPLAY;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　INC TEMP;計(jì)數(shù)器加1</p><p>　　MOV A,TEMP;</p><p>　　CJNE A,#100,NEXT;判斷計(jì)數(shù)器是否滿100</p><p>

26、　　MOV TEMP,#0;滿100清零從新開始</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(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制</p

27、><p>　　MOV B,#10;</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV TEN,A;十位在A</p><p>　　MOV BITS,B;個(gè)位在B</p><p>　　MOV DPTR,#NUMTAB;指定查表起始地址</p><p>　

28、　MOV R0,#4;</p><p><b>　　DPL1:</b></p><p>　　MOV R1,#250;</p><p><b>　　DPLOP:</b></p><p>　　MOV A,BITS;取個(gè)位數(shù)</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR;查個(gè)位

29、的7段數(shù)碼管</p><p>　　MOV P2,A;送出個(gè)位的7段代碼</p><p>　　CLR P0.0;開個(gè)位顯示</p><p>　　ACALL DELAY1ms;顯示162ms</p><p>　　SETB P0.0;關(guān)閉個(gè)位顯示</p><p>　　MOV A,TEN;取十位顯示</p>&l

30、t;p>　　MOVC A,@A+DPTR;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(guān)閉十位顯示</p><p>　　DJ

31、NZ R1,DPLOP;執(zhí)行循環(huán)250次</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(shí)162ms子程序（2+2*80=1

32、62ms,按照12MHZ計(jì)算）</p><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>

33、</p><p><b>　　3.7 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><p><b>　

34、　4.1 結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過對不同方案的分析、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)實(shí)的結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果一致。</p>

35、;<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。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)果或輸入輸出信號的狀態(tài)。</p><p><b>　　5.收獲與致謝&l

36、t;/b></p><p>　　這次兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)，加深了我對單片機(jī)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(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)了我的動手能力，也讓我對以前所學(xué)的知識進(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)試過程應(yīng)注意的問題，能用匯編語言進(jìn)行軟件的編寫與調(diào)試。 </p><p>

37、　　在這次實(shí)習(xí)過程中，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，所以真心的對大家表示感謝。</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></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>

38、　　[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]林之琦.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>

39、<p>　　表7-1 元器件清單</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(shí)物圖</b></p><p><b>　　圖7-2 實(shí)物反面</b></p>&l