數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)與研究

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告電氣與信息工程學(xué)院指導(dǎo) 老師： 張 橙班 級(jí)： 自動(dòng)化072姓名： 廖巖學(xué)號(hào)： 07401100221日期： 2013年1月6日數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)與研究一：概述動(dòng)態(tài)顯示主要就是利用人眼的視覺(jué)感來(lái)設(shè)計(jì)的，一般來(lái)說(shuō)如果顯示的頻率過(guò)慢，則會(huì)有斷斷續(xù)續(xù)的顯示；如果顯示的頻率加快，則人眼就分辨不出這種視覺(jué)殘余！隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷地進(jìn)步，人們已經(jīng)走入了信息的高速時(shí)代。科學(xué)的力量日益強(qiáng)大，技術(shù)的更新的速度也更加加快了。計(jì)算機(jī)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，其中，單片機(jī)是一種應(yīng)用十分廣泛的單心片微型計(jì)算機(jī)，在我國(guó)的普及應(yīng)用已有若干年，上至航天飛機(jī)，下至電動(dòng)玩具，都能見(jiàn)到它的身影。單片機(jī)比專用處理器更適

2、合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)pc機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。 而本次單片機(jī)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)中采用at89c52。 at89c52為8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要

3、用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu通信等。主要管腳有：xtal1（19 腳）和xtal2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12mhz 晶振。rst/vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。vcc（40 腳）和vss（20 腳）為供電端口，分別接+5v電源的正負(fù)端。p0p3 為可編程通用i/o 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，p0 端口（3239 腳）被定義為n1 功能控制端口，分別與n1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為ir輸入

4、端，10 腳和11腳定義為i2c總線控制端口，分別連接n1的sdas（18腳）和scls（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板cpu的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 pdip封裝的at89c52引腳圖。二：硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求p0端口接動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的字形碼筆段,p2端口接動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的數(shù)位選擇端，p1.7接一個(gè)開(kāi)關(guān)，同時(shí)p2端端口接入右數(shù)碼管顯示器右端，p3端端口接入數(shù)碼管顯示器左端。當(dāng)開(kāi)關(guān)接高電平時(shí)，顯示“521039113142”字樣；當(dāng)開(kāi)關(guān)接低電平時(shí)，顯示“hello，love”字樣。 元器的選取 1：at89c52:單片機(jī)；

5、2：res:電阻；3：crystal:晶振；4：cap、cap-elec：電容、電解容； 5：respack-8:1k*8排阻；6:7seg-mpx6-cc:7段式6位共陰極數(shù)碼管；7：button：按鈕。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理圖 led數(shù)碼管顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，每個(gè)發(fā)光二極管稱為一字段。因而它的控制原理和發(fā)光二極管的控制原理是相同的。根據(jù)各管的接線形式，可分成共陰極型和共陽(yáng)極型。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，為一個(gè)公共端，這種顯示器稱為共陽(yáng)極顯示器。發(fā)光二極管的陰極連在一起，為一個(gè)公共端，這種顯示器稱為共陰極顯示器。給led 數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管加不同的電平

6、，二極管顯示不同亮暗的組合就可以形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼。 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1） 動(dòng)態(tài)掃描方法：動(dòng)態(tài)掃描采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，本例中，先讓左邊第一位數(shù)碼管顯示數(shù)字“5”，延時(shí)一定時(shí)間后，第二位顯示“2”，以此類推，到第五位顯示“2”后，又從“5”開(kāi)始循環(huán)顯示。由于循環(huán)顯示頻率較高時(shí)，利用人眼的暫留特性，我們看到這12個(gè)數(shù)碼管仿佛在同時(shí)顯示，而看不出閃爍顯示現(xiàn)象。這種顯示需要一個(gè)接口完成字形碼的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點(diǎn)亮（數(shù)位選擇）。需要注意一點(diǎn)，由于電路的特性，在點(diǎn)亮每一位數(shù)碼管之前，一定要對(duì)整個(gè)數(shù)碼管清屏（場(chǎng)消隱），即讓所有位選信號(hào)都處于不被選中狀

7、態(tài)。 （2）對(duì)于顯示的字形碼數(shù)據(jù)我們采用查表方法來(lái)完成，同樣位選碼也可以用查表的方法。請(qǐng)注意，由于一些一般資料中給出的字形碼都沒(méi)有包含“h”和“l(fā)”，的字形碼，這時(shí)就需要我們可以自行推導(dǎo)出來(lái)。通過(guò)課本上數(shù)碼管的介紹，我們可以得出“hello love”：0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00（hell0的字形碼）；0x00,0x00,0x38,0x3f,0x3e,0x79（love的字形碼）。三：軟件設(shè)計(jì)1：程序<c語(yǔ)言源程序>（1） 首先選定的藍(lán)本-數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示的相關(guān)程序，如c語(yǔ)言源程序：#include <reg52.h>unsigned c

8、har code table1=0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d;/1-5的字形碼unsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f;/hello的字形碼unsigned char code table3=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef;/位選碼unsigned char i,a;sbit button=p17;/位定義，不能直接用p17void main(void)while(1)for(i=0;i<5;i+)p2=0xff;/清屏信號(hào)，必須使用if(button=1)p0=table1i;/對(duì)1-5的

9、字形碼查表else p0=table2i;/對(duì)hello的字形碼查表p2=table3i;/對(duì)位選信號(hào)查表for(a=248;a>0;a-);/字形顯示延時(shí)，可調(diào)節(jié)通過(guò)認(rèn)真的分析需求，要想在數(shù)碼管上顯示“521039113142”以及“hello love”的字樣，就必須在main程序中增加2個(gè)量分別為：如下：unsigned char code table1=0x6d,0x5b,0x06,0x3f,0x4f,0x6f;/“521039的字形碼.”unsigned char code table4=0x06,0x06,0x4f,0x06,0x66,0x5b;/“113142的字形碼.”u

10、nsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00;/“hell0的字形碼.”unsigned char code table5=0x00,0x00,0x38,0x3f,0x3e,0x79;/“l(fā)ove的字形碼。” 同時(shí)要改變一下循環(huán)變量for（i=0;i<6,i+)以便使得程序在單片機(jī)的執(zhí)行中能夠同時(shí)作用于數(shù)碼管的顯示，更為重要的是為了使新增的兩個(gè)變量更好的參加于循環(huán)。如：for（i=0;i<6,i+)。 與此同時(shí)更為重要的是在for循環(huán)內(nèi)部增加一個(gè)p3的字型碼查表 ，以便能夠在新增加的一個(gè)數(shù)碼管中顯示。如：if( but

11、ton = 1 )p0=table1i;/“521039對(duì)的字形碼查表?！眕3 = table4i;/“113142對(duì)的字型碼查表?！眕2=table3i;/“位選碼?！弊詈蟛攀菍?duì)字符的顯示“輸出；else p0=table2i; /“對(duì)hello love中的的字形碼查表?！?p3= table5i;/“對(duì)hello love中的的字形碼查表?！?p2=table3i;/“對(duì)位選信號(hào)查表?！?最后可以結(jié)合上述分析需求得到完整的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序：#include <reg52.h>unsigned char code table1=0x6d,0x5b,0x06,0x3f,0x4f

12、,0x6f;/“521039的字形碼.”unsigned char code table4=0x06,0x06,0x4f,0x06,0x66,0x5b;/“113142的字形碼.”unsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00;/“hell0的字形碼.”unsigned char code table5=0x00,0x00,0x38,0x3f,0x3e,0x79;/“l(fā)ove的字形碼?！眜nsigned char code table3=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf;/“位選碼?！眜nsigned c

13、har i,a;sbit button=p17;/“位定義，不能直接用p17?！眝oid main(void)while(1)for(i=0;i<6;i+)p2=0xff;/“清屏信號(hào)，必須使用”。if( button = 1 )p0=table1i;/“521039對(duì)的字形碼查表。”p3 = table4i;/“113142對(duì)的字型碼查表?！眕2=table3i;/“位選碼?！眅lse p0=table2i; /“對(duì)hello love中的的字形碼查表?！?p3= table5i;/“對(duì)hello love中的的字形碼查表?！?p2=table3i;/“對(duì)位選信號(hào)查表?！眆or(a=2

14、48;a>0;a-);/“字形顯示延時(shí)，可調(diào)節(jié)?！睌?shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示整體流程圖 開(kāi)始 yk1按鍵識(shí)別成功否？置顯示“hell0love”字型碼首地址12個(gè)數(shù)碼管顯示完否?延時(shí)2ms并指向下一個(gè)偏移量查表并送出顯示置顯示“521039113142”字型碼首地址首地址置字型碼偏移量和位選代碼 n ynn調(diào)試及仿真的具體操作1：對(duì)keil的應(yīng)用操作 第一步： 雙擊keil的桌面快捷方式，啟動(dòng)keil集成開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)軟件。軟件啟動(dòng)后的界面。 第二步： 新建文本編輯窗。點(diǎn)擊工具欄上的新建文件快捷按鍵，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開(kāi)一個(gè)新的文本編輯窗。第三步：輸入源程序。在新的文本編輯窗中輸入源程序，可以輸入c語(yǔ)

15、言程序，也可以輸入?yún)R編語(yǔ)言程序。第四步：保存源程序。保存文件時(shí)必須加上文件的擴(kuò)展名，如果你使用匯編語(yǔ)言編程，那么保存時(shí)文件的擴(kuò)展名為“.asm”，如果是c語(yǔ)言程序，文件的擴(kuò)展名使用“*.c ”（注：注：第3步和第4步之間的順序可以互換，即可以先輸入源程序后保存，也可以先保存后輸入源程序。）第五步：新建立keil工程。點(diǎn)擊 "工程" "新建工程" 命令，將出現(xiàn)保存對(duì)話框。第六步：選擇cpu型號(hào)。如圖8所示，為工程選擇cpu型號(hào)，本新建工程選擇了atmel公司的at89c52單片機(jī)。第七步：加入源程序到工程中。在選擇好cpu型號(hào)后，點(diǎn)擊"確定&qu

16、ot;按鈕返回主界面，此時(shí)可見(jiàn)到工程管理窗中出現(xiàn)“target 1”，點(diǎn)擊“target 1”前面的“”號(hào)展開(kāi)下一層的“source group 1”文件夾，此時(shí)的新工程是空的，“source group 1”文件夾中什么文件都沒(méi)有，必須把剛才輸入的源程序加入到工程當(dāng)中。如圖9所示，右擊工程管理窗中的“source group 1”，出現(xiàn)下拉菜單，點(diǎn)擊“增加文件到組'source group 1'”命令，將出現(xiàn)添加文件對(duì)話框。第八步：工程目標(biāo)'target 1'屬性設(shè)置。如下圖14所示，在工程項(xiàng)目管理窗中的"target 1"文件夾上右擊，出

17、現(xiàn)下拉菜單，點(diǎn)擊“目標(biāo)'target 1'屬性”命令，就進(jìn)入目標(biāo)屬性設(shè)置界面 第九步：源程序的編譯與目標(biāo)文件的獲得。由此生成了.hex 的文件才能夠在isis的軟件的制圖中運(yùn)行的。2：對(duì)proteus仿真軟件的應(yīng)用。啟動(dòng)proteus仿真軟件，在原有的制圖進(jìn)行修改，如圖：構(gòu)建完成之后，在at89c52元件上雙擊鼠標(biāo)左鍵打開(kāi)edit component 對(duì)話框。設(shè)置program file為“動(dòng)態(tài)顯示.hex”,clock frequency為12mhz。單擊ok按鈕關(guān)閉對(duì)話框。單擊仿真運(yùn)行開(kāi)始按鈕，在沒(méi)有用鼠標(biāo)按下“button”鍵時(shí)，顯示如圖：而按下“button”鍵時(shí)，則會(huì)

18、出現(xiàn)：“hello l0ve”字樣 通過(guò)對(duì)原有的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示研究，以及對(duì)原有的硬件和軟件的改進(jìn)和重新的設(shè)計(jì)、執(zhí)行，才使得新的設(shè)計(jì)方案得以成功的實(shí)施和實(shí)現(xiàn)。四：設(shè)計(jì)總結(jié)或設(shè)計(jì)體會(huì) 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 單片機(jī)作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大三開(kāi)學(xué)初我對(duì)這門課并沒(méi)有什么興趣，覺(jué)得那些程序枯燥乏味，但在這次課程

19、設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。沒(méi)想到這項(xiàng)看起來(lái)不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在兩個(gè)星期后的今天我已明白課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團(tuán)結(jié)，雖然我們這次花去的時(shí)間比別人多，但我相信我們得到的也會(huì)更多! 在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開(kāi)實(shí)際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，雖然過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它們，但在學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為