基于單片機AT89C51控制的LED點陣屏顯示時鐘課程方案設(shè)計書報告

1、-. z.課程名稱：LED點陣顯示時鐘專業(yè)班級：課程設(shè)計參與人員：指導教師：*技師學院2013年9月26日摘 要文章論述了基于AT89C52單片機的LED點陣顯示電子鐘設(shè)計控制系統(tǒng), 并且可以對其進展設(shè)置?；贏T98C52單片機的LED點陣顯示電子鐘具有構(gòu)造簡單，性能靠，價格低和靈活等優(yōu)點，因此得到了廣泛應用。LED點陣顯示屏是利用發(fā)光二極管或像素組成的平面式顯示屏。它具有發(fā)光效率高，使用壽命長，組態(tài)靈活等特點。本文設(shè)計的是用4塊88點陣顯示屏制作的室內(nèi)時鐘，數(shù)字采用靜止顯示方式。電子鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示分、時的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動裝置等優(yōu)

2、點，因而得到廣泛應用。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到數(shù)字電子鐘。本文介紹了LED點陣顯示電子鐘的開展歷史及其應用*圍。目錄總體設(shè)計方案及思路4硬件設(shè)備及電路圖5所用的材料清單10單片機匯編程序及解釋13組員分工27 5.1倪坤 .單片機匯編程序的設(shè)計 27 5.2倪翔 .原理圖及PCB的繪制275.3采佳浩.硬件設(shè)計思路和控制思路設(shè)計28 6課程報告的總結(jié)及調(diào)試程291總體的設(shè)計方案及思路：由中斷產(chǎn)生的秒、分、小時數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換成適應LED點陣顯示屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過單片機的輸出功能輸入到LED點陣顯示屏，再通過顯示掃描程序，顯示出時鐘的走時時間。用計時程序來完成

3、計時，數(shù)時功能，再通過單片機綜合控制將數(shù)字顯示出來。由此可見，通過AT89C51單片機的控制功能，完全可以實現(xiàn)LED點陣顯示電子鐘。1.1硬件構(gòu)造：根據(jù)工程的功能和要求，可采用AT89C51單片機作為核心控制器。LED點鐘電子鐘系統(tǒng)組成包括：晶振電路模塊、復位電路模塊、顯示電路模塊、顯示行驅(qū)動電路模塊、蜂鳴器電路模塊、按鍵電路模塊以及電源模塊。1.2控制思路： LED點陣電子鐘程序主要功能是屏幕顯示時間穩(wěn)定，準確。所以按照分塊設(shè)計的法可以把程序分為主程序、顯示程序、計時程序，在后面還會參加鬧鐘程序。主程序主要是用來初始化系統(tǒng)和控制各個子程序之間執(zhí)行的順序。顯示程序用來完成字在LED點陣上的顯示

4、，時鐘的顯示是使用4塊88點陣顯示屏。計時程序用來完成計時，數(shù)時功能。鬧鐘程序用來完成時鐘的鬧鐘功能。2硬件設(shè)備圖及電路圖：主要用到的硬件有：AT89C52單片機，88點陣屏，74LS373鎖存器，74LS138譯碼器，12MHz晶振。 下有 88點陣顯示屏圖，88點陣LED外觀及引腳圖，以及其等效電路圖，只要其對應的DC、DR軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如如果想使下列圖中左上角LED點亮，則DC8=1，DR1=0即可。應用時限流電阻可以放在DC軸或DR軸。88點陣LED外觀及引腳如圖： 上圖為88點陣LED等效電路，由此可以看出點陣是用64個LED組成的。點陣LED掃描法介紹：從上圖圖中

5、可以看出，88點陣共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的穿插點上，當對應的*一列置1電平，*一行置0電平，則相應的二極管就亮。頻率必須大于128赫茲，周期小于7.8毫秒即可符合視覺暫留要求。此外一次驅(qū)動一列或一行(8盞LED)時需外加驅(qū)動電路提高電流，否則LED亮度會缺乏。2.1點陣屏等效示意圖：2.2ISIS仿真示意圖：2.3protel原理圖及PCB：2.4 硬件電路圖設(shè)計： 根據(jù)工程的功能和要求LED點鐘電子鐘硬件系統(tǒng)的主要模塊包括：晶振電路模塊、復位電路模塊、顯示電路模塊、按鍵電路模塊。其中晶振電路和復位電路構(gòu)成了單片機最小系統(tǒng)。晶振電路與復位電路構(gòu)成的單片機

6、最小系統(tǒng)用來完成計時功能，以及對整個LED點陣顯示電子鐘的控制。顯示電路用來實現(xiàn)LED點陣的顯示。按鍵電路是一個必要的擴展電路，用來對電子鐘時間進展調(diào)整，鬧鐘時間調(diào)整。課程設(shè)計所用的材料清單：3.1主要使用的芯片：3.1.1 74LS373鎖存器：74LS373是常用的地址鎖存器芯片，它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，通常需要一塊74LS373芯片。74LS373工作原理簡述:1腳是輸出使能(OE)，是低電平有效，當1腳是高電平時，不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何，也不管11腳(鎖存控制端，G)如何，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q

7、2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài))。當1腳是低電平時，只要11腳(鎖存控制端，G)上出現(xiàn)一個下降沿，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。 鎖存端LE由高變低時，輸8位信息被鎖存，直到LE端再次有效。當三態(tài)門使能信號OE為低電平時，三態(tài)門導通，允許Q0到Q7輸出，OE為高電平時，輸出懸空。-. z.3.1.2 74LS138譯碼器：74LS138為3線8線譯碼器，74LS138的工作原理如下：當一個

8、選通端(G1)為高電平，另兩個選通端(/(G2A)和/(G2B) )為低電平時，可將地址端(A、B、C)的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。74LS138功能是利用S1、/S2和/S可級聯(lián)擴展成24線譯碼器，假設(shè)外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成32線譯碼器。假設(shè)將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。74LS138有三個附加的控制端S1、/S2和/S3。當S1、/S2接低電平時，輸出為高電平(S=1)，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被制止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表所示。這三個控制端也叫做片選輸入端，利用片選的作用可以將多片連接起來以擴展譯碼器的功能。帶控

9、制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。如果把作為數(shù)據(jù)輸入端(在同一個時間)，而將作為地址輸入端，則從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當S1=1、S2=0和S3=1時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。3.1.3 AT89C51單片機：微處理器采用AT89C52系列單片機，AT89C52單片機是這幾年在我國非常流行的單片機，是一種帶8K字節(jié)閃存器的高性能單片機，可擦除存儲器可以反復擦除100次，具有低功耗，高性能的特點，并且可與工業(yè)標準的MSC-51指令集和輸出管腳

10、相兼容，對于本設(shè)計需要實現(xiàn)的功能，完全可勝任。LED點陣電子鐘的設(shè)計主要是用AT89C52單片機進展控制，用12MHz的晶振來保證計時的精準性，用具有一定驅(qū)動能力的74LS373鎖存器和74LS138譯碼器進展I/O口擴展，并在4塊88點陣上顯示。3.1.4 其余材料 電阻：10K*8按鈕開關(guān)：3個無極電容：假設(shè)干有級電容：假設(shè)干晶體震蕩器：1個4單片機的程序及注釋：ORG 0000H LJMP MAINORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP INTT0ORG 0013HLJMP PINT1 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD

11、,#01H MOV TL0,#0e0H MOV TH0,#0b1H MOV IE,#87H MOV 30H,#01H 。時十位 MOV 31H,#02H 。時個位 MOV 32H,#0AH 。光標點位 MOV 33H,#00H 。分十位 MOV 34H,#00H 。分個位 MOV 35H,#00H 。秒十位 MOV 36H,#00H 。秒個位SETB IT0SETB IT1SETB PT0 SETB TR0LOOP0: LCALL DISP LJMP LOOP0INTT0: MOV TL0,#0e0H MOV TH0,#0b1H PUSH ACC PUSH PSW INC 36H MOV A,

12、36H CJNE A,#25,PLL MOV 32H,#0BHPLL: CJNE A,#50,ENDD 。1S MOV 32H,#0AH MOV 36H,#00H INC 35H MOV A,35H CJNE A,#60,ENDd 。分個位 MOV 35H,#00H INC 34H MOV A,34H CJNE A,#0AH,ENDd 。分個位 MOV 34H,#00H INC 33H MOV A,33H CJNE A,#06H,ENDd 。分十位 MOV 33H,#00H INC 31H MOV A,30H CJNE A,#02H,END1 MOV A,31H CJNE A,#04H,END

13、1 。時個位 MOV 31H,#00H MOV 30H,#00HEND1: MOV A,31H CJNE A,#0AH,ENDd 。時個位 MOV 31H,#00H INC 30HENDd: POP PSW POP ACC RETIDISP: PUSH ACC PUSH PSW MOV A,30H 。顯示要顯示的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP00: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FEH INC 3BH IN

14、C R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP00 MOV A,31H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP11: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FDH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP11 MOV A,32H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP2

15、2: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FBH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP22 MOV A,33H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP33: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0F7H INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5

16、,LOOP33 MOV A,34H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP44: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0EFH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP44 POP PSW POP ACC RETDELAY: MOV 37H,#50DEL: MOV 38H,#4 DJNZ 38H,$ DJNZ 37H,DEL RETTABE: 。0 DB 00H,18H,

17、24H,24H,24H,24H,18H,00H 。1 DB 00H,10H,30H,10H,10H,10H,38H,00H 。2 DB 00H,18H,24H,04H,18H,20H,3CH,00H 。3 DB 00H,18H,24H,18H,04H,24H,18H,00H 。4 DB 00H,08H,18H,28H,7CH,08H,08H,00H 。5 DB 00H,1CH,10H,18H,04H,24H,18H,00H 。6 DB 00H,18H,24H,38H,24H,24H,18H,00H 。7 DB 00H,3CH,28H,08H,10H,10H,10H,00H 。8 DB 00H,

18、18H,24H,18H,24H,24H,18H,00H 。9 DB 00H,18H,24H,24H,1CH,24H,18H,00H 。: DB 00H,00H,18H,18H,00H,18H,18H,00H 。 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H RET PINT0: lcall yanshi P3.2, END_DD MOV 36H,#00H INC 34H MOV A,34H CJNE A,#0AH,END_DD 。分個位 MOV 34H,#00H INC 33H MOV A,33H CJNE A,#06H,END_DD 。分十位 MOV 33H,#00H

19、END_DD: RETIPINT1: lcall yanshi P3.3,END_D INC 31H MOV A,30H CJNE A,#02H,END_1 MOV A,31H CJNE A,#04H,END_1 。時個位 MOV 31H,#00H MOV 30H,#00HEND_1: MOV A,31H CJNE A,#0AH,END_d 。時個位 MOV 31H,#00H INC 30HEND_D: RETI yanshi:MOV R6,#60D1:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETEND5組員的分工：5.1程序編輯：由中斷產(chǎn)生的秒、分、小時數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換子程

20、序轉(zhuǎn)換成適應LED點陣顯示屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過單片機的輸出功能輸入到LED點陣顯示屏，再通過顯示掃描程序，顯示出時鐘的走時時間。用計時程序來完成計時，數(shù)時功能，再通過單片機綜合控制將數(shù)字顯示出來。由此可見，通過AT89C51單片機的控制功能，完全可以實現(xiàn)LED點陣顯示電子鐘。通過上述的中心原理以及自己所想要實現(xiàn)的功能對單片機匯編程序進展入手編程，經(jīng)過屢次更改和最后的整理，整理出近乎完美的單片機匯編程序，唯一缺乏的就是由于程序中編入消抖動程序沒有效果，只能用20的電容進展消抖動但是感覺效果不是很好，就是個唯一缺乏的地方。5.2 原理圖及PCB的制作 經(jīng)過1天到2天的時間通過原理圖的繪制導出PCB，然后經(jīng)過自己的全局布局，但是由于實在所給的A4的板子太小放不下，最后只能在板子反面進展導線的跳線，所以在PCB的設(shè)計和板子的制作上，還是有一定的難度。下面是原理圖：PCB圖的繪制和排版：5.2 硬件設(shè)計思路和控制思路設(shè)計：采佳浩根據(jù)工程的功能和要求，可采用AT89C51單片機作為核心控制器。LED點鐘電子鐘系統(tǒng)組成包括：晶振電路模塊、復位電路模塊、顯示電路模塊、顯示行驅(qū)動電路模塊、按鍵電路模塊以及電源模塊。以上是硬件設(shè)計思路。 LED點陣電子鐘程序主要功能是屏幕顯示時間穩(wěn)定，準確。所以按照分塊