LED點(diǎn)陣顯示數(shù)字到

1、單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)課題：8×8 點(diǎn)陣專業(yè)（系） 電氣學(xué)院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 目 錄1課程設(shè)計(jì)目的12課程設(shè)計(jì)題目和要求13設(shè)計(jì)內(nèi)容13.1系統(tǒng)功能的描述13.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)13.1.1 AT89S51芯片的介紹23.2.2 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)43.2.3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)4驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)53.2.5 8×8LED點(diǎn)陣53.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)63.3.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算63.3.2 數(shù)字0到9點(diǎn)陣顯示代碼的形成63.3.3 程序流程圖73.2.4 源程序84設(shè)計(jì)總結(jié)11附錄121課程設(shè)計(jì)目的（1）鞏固和提高學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。（2）提高運(yùn)用所學(xué)的知

2、識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和綜合分析、解決實(shí)際問題的能力。（3）培養(yǎng)掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實(shí)際問題的基本技能。（4）增加對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解。（5）掌握單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口、串行口通訊等。（6）熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2課程設(shè)計(jì)題目和要求（1）課程設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的跑馬燈設(shè)計(jì)（2）要求：利用8×8LED點(diǎn)陣顯示數(shù)字0到93設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1系統(tǒng)功能的描述用單片機(jī)控制8×8LED點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示數(shù)字0到9，利用硬件與軟件相結(jié)合的方法，通過單片機(jī)將數(shù)

3、字的代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，經(jīng)過軟件編程使二極管從0到9依次顯示數(shù)字，如此循環(huán)。3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路復(fù)位電路 P0AT89S51 P2三極管驅(qū)動(dòng)電路8×8LED點(diǎn)陣顯示器電源電阻圖1 系統(tǒng)框圖顯示的硬件方式采用以AT89S51單片機(jī)為核心的電路來實(shí)現(xiàn)，主要由AT89S51芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、驅(qū)動(dòng)電路、8×8LED點(diǎn)陣5部分組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。3.1.1 AT89S51芯片的介紹（1）I/O端口線輸入輸出引腳P0.0P0.7（3932）：P0口食一個(gè)漏極開路型準(zhǔn)雙向I/O口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活

4、了內(nèi)部?jī)?nèi)部的上拉電阻，在EPROM編程時(shí)，它接受指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。P1.0P1.7（18）：P1口是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P2.0P2.7（2128）：P2口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。P3.0P3.7（1017）：P3口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的8位雙向I/O口。在MCS51中，這8個(gè)引腳還兼有專用功能，P3的8條口線都定義有第二功能，其具體功能如表1所示。表1 P3口的第二功能引腳第二功能信號(hào)名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2外部中斷0申請(qǐng)P3.3外部中斷1申請(qǐng)P3.4T0定時(shí)/

5、計(jì)數(shù)器0的外部輸入P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的外部輸出P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通（2）控制線控制引腳（ALE/PROG、PSEN、RST、VPD、EA/ VPP）ALE（30）：地址鎖存控制信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，用于控制P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)地位地址和數(shù)據(jù)的隔離。此外，由于ALE是以晶振的固定頻率輸出正脈沖，因此，可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。PSEN（29）：外部程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。在外部ROM時(shí)，有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。EA（31）：訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)信號(hào)為高電

6、平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作時(shí)從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。RST（9）：復(fù)位信號(hào)。但輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。（3）外接晶體線XTAL 1（19）和XTAL 2（18）外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。（4）主電源引腳VCC（40）：+5V電源。VSS（20）：地線（GND）。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路有AT89S51的18、19腳的時(shí)鐘端（XTAL 1及XTAL 2）以及12MHz晶振Y1、電容C1、C2組成，采用片內(nèi)振蕩方式，如圖2所示。

7、圖2 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路，主要由電阻R1、R2，電容C3，開關(guān)K組成，分別接至AT89S51的RST復(fù)位輸入端，如圖3所示。圖3 復(fù)位電路3.2.4驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)模塊是LED顯示屏設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到LED顯示屏的亮度、穩(wěn)定度等重要指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)中LED的驅(qū)動(dòng)是采用三極管和74LS154實(shí)現(xiàn)的。此系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電路是由74LS154和三極管組成的，原理圖如圖4所示。圖4 驅(qū)動(dòng)電路3.2.5 8×8LED點(diǎn)陣 （1）工作原理8×8點(diǎn)陣共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上。當(dāng)對(duì)

8、應(yīng)的某一行置1，某一列置0，則相應(yīng)的二極管就亮。如圖5所示，如要將第一個(gè)點(diǎn)亮，則9腳接高電平，13腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要將第一行點(diǎn)亮，則第9腳要接高電平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）這些引腳接低電平，那么第一行就會(huì)點(diǎn)亮；如果將第一列點(diǎn)亮，則第13腳接低電平，而（9、14、8、12、1、7 、2、5）接高電平，那么第一列就會(huì)點(diǎn)亮。 圖5 8×8 LED點(diǎn)陣（2）接線方法LED的行掃描端接到單片機(jī)的P0口，列掃描端接置三極管的發(fā)射極。列掃描端用于LED的數(shù)據(jù)掃描，通過74LS154的譯碼和三極管的驅(qū)動(dòng)，使LED發(fā)光；行掃描通過P0口為L(zhǎng)ED的顯示

9、給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.3.1 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算計(jì)算公式： 式中，TC為定時(shí)初值；T計(jì)數(shù)是單片機(jī)時(shí)鐘周期TCLK的12倍；M為計(jì)數(shù)器摸值該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)，在方式0時(shí)M為213；在方式1時(shí)M的值為216；在方式2和3為28。3.3.2 數(shù)字0到9點(diǎn)陣顯示代碼的形成假設(shè)顯示數(shù)字“0”，形成的列代碼為 00H，00H，3EH，41H，41H，3EH，00H，00H；只要把這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即可實(shí)現(xiàn)“0”的數(shù)字顯示。送第一列線代碼到P3端口，同時(shí)置第一行線為“0”，其它行線為“1”，延時(shí)4ms，送第二列線代碼到P3端口，同時(shí)置第二行線為“0”，其它行線為“1”，延時(shí)4

10、ms，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開始送。圖為數(shù)字0到9代碼建立如圖6所示。圖6 數(shù)字0到9的代碼建立圖數(shù)字0到9點(diǎn)陣顯示代碼：0：00H，00H，3EH，41H，41H，41H，3EH，00H1：00H，00H，00H，00H，21H，7FH，01H，00H2：00H，00H，27H，45H，45H，45H，39H，00H3：00H，00H，22H，49H，49H，49H，36H，00H4：00H，00H，0CH，14H，24H，7FH，04H，00H5：00H，00H，72H，51H，51H，51H，4EH，00H6：00H，00H，3EH，49H，49H，49H，26H，00H

11、7：00H，00H，40H，40H，40H，4FH，70H，00H8：00H，00H，36H，49H，49H，49H，36H，00H9：00H，00H，32H，49H，49H，49H，3EH，00H3.3.3 程序流程圖 主程序流程圖如圖7所示開始初始化調(diào)出顯示程序調(diào)整數(shù)據(jù)指針Y是否顯示完畢N圖7 主程序流程圖3.2.4 源程序TIME EQU 30HCNTA EQU 31HCNTB EQU 32H ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP T0X ORG 30HSTART：MOV TIME，#00H MOV CNTA，#00H MOV CNTB，#00H MOV

12、 TMOD，#01H MOV TH0，#0F0H MOV TL0，#60H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP $T0X：MOV TH0，#0F0HMOV TL0，#60HMOV DPTR，#TABMOV A，CNTA MOVC A，A+DPTR MOV P3，A MOV DPTR，#DIGIT MOV A，CNTB MOV B，#8 MUL AB ADD A，CNTA MOVC A，A+DPTR MOV P1，A INC CNTA MOV A，CNTA CJNE A，#8，NEXT MOV CNTA，#00HNEXT： INC TIME MOV A，TIME CJN

13、E A，#250，NEX MOV TIME，#00H INC CNTB MOV A，CNTB CJNE A,#10,NEX MOV CNTB,#00HNEX:RETITAB:DB 0FEH,FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHDIGIT:DB 00H，00H，3EH，41H，41H，41H，3EH，00HDB 00H，00H，00H，00H，21H，7FH，01H，00HDB 00H，00H，27H，45H，45H，45H，39H，00HDB 00H，00H，22H，49H，49H，49H，36H，00HDB 00H，00H，0CH，14H，24H，7FH，04H，00HDB 00H，00H，72H，51H，51H，51H，4EH，00HDB 00H，00H，3EH，49H，49H，49H，26H，00HDB 00H，00H，40H，40H，40H，4FH，70H，00HDB 00H，00H，36H，49H，49H，49H，36H，00HDB 00H，00H，32H，49H，49H，49H，3EH，00HEND4設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次的課程設(shè)計(jì)