按鍵控制1位LED數(shù)碼管顯示09

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)姓名:賀豐巧班級(jí)：11級(jí)機(jī)電系數(shù)控二班學(xué)號(hào)：2011010402040指導(dǎo)教師：鄒琦完成時(shí)間：2012/12/24設(shè)計(jì)題目：按鍵控制1位LED數(shù)碼管顯示0-9設(shè)計(jì)要求：通過(guò)單片的I/O口與LED數(shù)碼管所構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)的軟件編程，掌握簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)初步學(xué)全用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言?xún)煞N方式編程的基本方法。需采用單片機(jī)AT89C51為L(zhǎng)ED顯示屏的控制為核心，分別置“1”或“0”，讓某些段的LED 發(fā)光，其它的熄滅，然后達(dá)到顯示不同的字符和圖符號(hào)的目的. 并根據(jù)前期設(shè)計(jì)的步驟按照設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容的具體要求，選擇前期設(shè)計(jì)的一個(gè)典型題目，寫(xiě)出詳盡的課程設(shè)計(jì)報(bào)告，重點(diǎn)內(nèi)容包括功能介紹，

2、電路設(shè)計(jì)，（電路圖，原件介紹，控制原理），程序設(shè)計(jì)（程序組成功能介紹，程序清單，必要的注釋說(shuō)明），調(diào)試仿真過(guò)程，設(shè)計(jì)心得等。目錄第1節(jié) 引 言31.1 LED數(shù)碼顯示器概述31.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 5 1.3設(shè)計(jì)目的 6 第2節(jié) AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介62.1 AT89C51單片機(jī)62.2 單片機(jī)管腳圖 7 2.3管腳說(shuō)明72.4振蕩器特性9第3節(jié) 設(shè)計(jì)主程序與硬件電路設(shè)計(jì)93.1設(shè)計(jì)的主程序103.2系統(tǒng)程序所需硬件103.2.1所需的硬件103.2.2所需硬件的結(jié)構(gòu)圖113.3 硬件電路總連接圖12第4節(jié) 程序運(yùn)行過(guò)程 124.1分析步驟 124.2 程序執(zhí)行過(guò)程13第5節(jié) 程序運(yùn)行結(jié)果13

3、總結(jié)參考文獻(xiàn)第1節(jié) 引 言還記得我們小時(shí)候玩的“火柴棒游戲”嗎，幾根火柴棒組合起來(lái)，能拼成各種各樣的圖形，LED數(shù)碼管顯示器實(shí)際上也是這么一個(gè)東西。在單片機(jī)系統(tǒng)中，常常用LED數(shù)碼數(shù)碼管顯示器來(lái)顯示各種數(shù)字或符號(hào)。LED 數(shù)碼顯示器是單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常使用的顯示器件。一個(gè)“8”字型的顯示模塊用“a、b、c、d、e、f、g、dp” 8 個(gè)發(fā)光二極管組合而成。每個(gè)發(fā)光二極管稱(chēng)為一字段。LED 數(shù)碼顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)形式。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。 1.1 LED數(shù)碼顯示器概述 八段LED數(shù)碼管顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。基中7個(gè)長(zhǎng)條形的

4、發(fā)光管排列成“日”字 形，另一個(gè)賀點(diǎn)形的發(fā)光管在數(shù)碼管顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。LED數(shù)碼管顯示器有兩種不一樣的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都 連在一起的，稱(chēng)之為共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起 的，稱(chēng)之為共陰極LED數(shù)碼管顯示器。如下圖所示。 共陰和共陽(yáng)結(jié)構(gòu)的LED數(shù)碼管顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)， 對(duì)應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。8個(gè)筆劃段dpgfedcba對(duì)應(yīng)于一 個(gè)字節(jié)（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二進(jìn)制碼就能表示欲顯示字符的字

5、形代碼。例如，對(duì)于共陰LED數(shù)碼管顯示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽(yáng)極dpgfedcba 各段為01101101時(shí)，數(shù)碼管顯示器顯示"5"字符，即對(duì)于共陰極LED數(shù)碼管顯示器，“5”字 符的字形碼是6DH。如果是共陽(yáng)LED數(shù)碼管顯示器，公共陽(yáng)極接高電平，顯示“5”字符的字 形代碼應(yīng)為10010010（92H）。這里必須注意的是：很多產(chǎn)品為方便接線，常不按規(guī)則的辦法 去對(duì)應(yīng)字段與位的關(guān)系，這個(gè)時(shí)候字形碼就必須根據(jù)接線來(lái)自行設(shè)計(jì)了，后面我們會(huì)給出一 個(gè)例程。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示器顯示常用兩種辦法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)數(shù)碼管顯示器都要

6、占用單獨(dú)的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種辦法單片機(jī)中CPU的開(kāi)銷(xiāo)小。能供給單獨(dú)鎖存的I/O接口電路很多。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)按鍵控制1位LED數(shù)碼管顯示0-9，首先在ISIS平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)、選擇元器件插接件、安裝和電器檢測(cè)，簡(jiǎn)稱(chēng)為PROTEUS電路設(shè)計(jì)；然后在keilC平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、匯編、編譯、代碼及調(diào)試，最后在ISIS平臺(tái)上將目標(biāo)代碼文件加載到單片機(jī)系統(tǒng)中，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互、協(xié)同仿真。1.3 設(shè)計(jì)目的通過(guò)一個(gè)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)

7、計(jì)與調(diào)試過(guò)程，運(yùn)用單片機(jī)原理與技術(shù)項(xiàng)目化教程課程所學(xué)的知識(shí)，在設(shè)計(jì)中加以實(shí)踐，達(dá)到理解、鞏固和發(fā)展所學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)。通過(guò)系統(tǒng)構(gòu)造、流程設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試的過(guò)程，掌握分析與解決實(shí)際問(wèn)題的方法與手段，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序編碼與調(diào)試方面的實(shí)際動(dòng)手能力，讓同學(xué)們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)完成一個(gè)涉及AT89C51單片機(jī)多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用，使自己不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)同時(shí)在軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立進(jìn)行某些單片

8、機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。第2節(jié) AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介2.1 AT89C51單片機(jī)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活

9、性高且價(jià)廉的方案。一個(gè)單片機(jī)芯片的基本組成如下：中央處理器CPU：它是單片機(jī)的核心，用于產(chǎn)生各種控制信號(hào)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算和傳送。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM：用來(lái)存放可以讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM：用來(lái)存放程序指令或某些常數(shù)表格。4個(gè)8位的并行I/O接口P0、P1、P2和P3，每個(gè)口都可以用作輸入或者輸出。3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，用來(lái)作外部事件計(jì)數(shù)器，也可以定時(shí)。內(nèi)部中斷系統(tǒng)：具有5個(gè)中斷源、2個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)程序嵌套。每一個(gè)中斷源都可以用軟件程序規(guī)定為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷。一個(gè)串行接口電路：可用于異步接收發(fā)送器。內(nèi)部時(shí)鐘電路：震蕩頻率可以高達(dá)40MHz，但

10、晶體和微調(diào)電容需要外接。2.2 AT89C51單片機(jī)管腳圖 圖2.AT89C51單片機(jī)管腳圖2.3 管腳說(shuō)明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，

11、將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳

12、是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。

13、RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)

14、器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。第3 節(jié) 設(shè)計(jì)主程序與硬件電路設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)的主程序程序如下：#include <reg51

15、.h>#define uchar unsigned charDelay02s()unsigned char i,j,k;for(i=20;i>0;i-)for(j=20;j>0;j-)for(k=248;k>0;k-);Main()uchar m;uchar code led=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;for(m=0;m<10;m+)P2=ledm;delay02s();3.2 系統(tǒng)程序所需硬件3.2.1所需的硬件本系統(tǒng)采用單片機(jī)為L(zhǎng)ED顯示屏的控制核心，其主要是用AT89C51的一個(gè)I/

16、O 口控制共陰極數(shù)碼管的8 個(gè)段位，分別置“1”或“0”，讓某些段的LED 發(fā)光，其它的熄滅，就可以顯示不同的字符和圖符號(hào) 除了AT89C51 ,本程序還需要用到7SEG-COM-CAT-BLUE , BUTTON , CAP , CRYSTAL , LED-YELLOW , RES ，RESPACK-7 , RESPACK-8 等。如下圖所示。3.2.2所需硬件的結(jié)構(gòu)圖 3.3硬件電路總連接圖第4節(jié) 程序運(yùn)行過(guò)程4.1分析步驟步驟分三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段：主要了解Proteus軟件的入門(mén)及與Keil軟件的聯(lián)合調(diào)試，并親自操作，加深直觀印象。第二階段：了解設(shè)計(jì)的基本要求，結(jié)合所學(xué)理論內(nèi)容并利用

17、Proteus軟件畫(huà)原理圖、獨(dú)立編程序調(diào)試、利用周立功實(shí)驗(yàn)箱或Proteus軟件演示結(jié)果。第三階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)4.2程序執(zhí)行過(guò)程 一）系統(tǒng)功能要求1.單片機(jī)AT89C51讀入4位開(kāi)關(guān)的輸入狀態(tài)（0F），并將其輸出到數(shù) 碼管顯示。2.用PROTEUS設(shè)計(jì)、仿真基于AT89C51單片機(jī)的開(kāi)關(guān)控制LED數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)。3.掌握I/O的控制方法。二）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)1、 從PROTEUS庫(kù)中選取元器1） AT89C51.BUS ： 總線式的單片機(jī)2） RES、RX8 ：電阻、8排阻。3） 7SEG-COM-AN-GRN ：帶公共端的共陽(yáng)七段綠色數(shù)碼管，其引腳布局及測(cè)試如圖1-1所示

18、。當(dāng)d ,e , f 腳電平為高時(shí)，這三段不亮：a , b , c , g 腳電平為低時(shí)，   這四段亮。               4） CAP CAP-ELEC：電容、電解電容5） CRYSTAL:晶振 6） SW-SPST ：帶鎖存的單刀單擲開(kāi)關(guān)如圖1-1所示。開(kāi)關(guān)的合或斷可單擊向下或向上的指示箭頭實(shí)現(xiàn)。2、放置元器件、放置電源和地、連線、元器件屬性設(shè)置、電氣監(jiān)測(cè) 在對(duì)象選擇器中單擊選中AT89C51（藍(lán)色光條表示目前

19、選取的元器件），在編輯區(qū)中合適的位置單擊，器件AT89C51就會(huì)放到編輯區(qū)中。依次把各元器件放入編輯區(qū)中適當(dāng)位置。   若需要改變?cè)骷姆胖梦恢茫D(zhuǎn)90。，對(duì)元器件右擊選中后再單擊按鈕 或 ；若要鏡像，先右擊選中元器件再單擊按鈕 或 ；若是多個(gè)元器件一起轉(zhuǎn)向，先右鍵拖出方框選中它們，再單擊相應(yīng)的塊操作按鈕。原理圖中的元件RN1、RN2 是8排電阻的排阻。其中RN1、RN2的電阻的阻值分別設(shè)置為200、20 ，其屬性如圖1-2所示。三 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)  生成目標(biāo)代碼文件1）流程圖2）源代碼3）源代碼匯編四 調(diào)試分析系統(tǒng)仿真試驗(yàn)第5節(jié) 程序運(yùn)行結(jié)果電路圖如下:總結(jié)實(shí)現(xiàn)

20、了能根據(jù)實(shí)際需要的本系統(tǒng)是以單片機(jī)AT89C51芯片為核心部件,實(shí)現(xiàn)了能通過(guò)AT89C51芯片控制節(jié)日彩燈實(shí)現(xiàn)一些基本的功能。剛開(kāi)始時(shí)，自己通過(guò)各種途徑，盡可能多的了解有關(guān)于彩燈燈這方面的知識(shí)，為后面的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，后面的進(jìn)展也很順利，不過(guò)在仿真階段，由于硬件電路設(shè)計(jì)的粗心，給自己帶來(lái)了不小的麻煩，不過(guò)問(wèn)題最終還是得到了解決。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),使我得到了一次用所學(xué)知識(shí)來(lái)實(shí)際解決問(wèn)題的鍛煉，也讓自己感覺(jué)到大學(xué)所學(xué)的知識(shí)有一部分是很有實(shí)用價(jià)值的，同時(shí)我對(duì)單片機(jī)的基本知識(shí)以及常用的匯編設(shè)計(jì)程序得到了進(jìn)一步的鞏固。 在些次課程設(shè)計(jì)中，非常感謝鄒老師的精心指導(dǎo)，由于他的悉心指導(dǎo)和關(guān)心，一直激勵(lì)著我去努力做好本次課程設(shè)計(jì)，鄒老師精湛的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、耐心的工作態(tài)度和真誠(chéng)的待人風(fēng)格給我留下了非常深刻的印象，對(duì)我以后的工作和生活將產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)些次課程設(shè)計(jì)，我們獲得了豐富的理論知識(shí)，極大的提高了實(shí)踐能力，這