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1、摘要单片机全称叫单片微型计算机, 是一种集成在芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 对于字符显示设计的数字显示电路，通常采用液晶显示或数码管显示。利用数组将各数字字符的编码存放在寄存器中，在执行显示过程中从寄存器中将对应数字或字符编码的数组一一轮流调出即可实现动态。 关键词：单片机 寄存器 半导体 汇编目 录1 课程设计的目的和要求11.1 设计目的11.2 课程设计题目11.3 设计任务12系统概述22.1设计思路22.2元器件清单2
2、3系统设计34系统硬件设计与分析34.1单片机的选择44.2 元器件及其作用54.3 原理图设计65系统软件设计75.1设计实现方式75.2 程序流程图85.3数字的编码86软件仿真调试116.1软件调试126.2 Keil、preoteus联调效果图127结束语128参考文献13第13 页黄河科技学院课程设计1 课程设计的目的和要求1.1 设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、 设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、掌握汇编语言程序设计方法。 3、巩固单片机硬件系统的设计及软件系统的编程，通过设计将平时所学知识 付诸实践，提高动手能力。1.2 课程设
3、计题目 8*8点阵LED字符显示。1.3 设计任务利用8*8LED点阵显示数字09的字样。采用AT89C51单片机作为整个控制搭电路的核心，并编制软件程序，实现动态轮流显示。2系统概述2.1设计思路LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。本文将介绍一种采用单片机AT89C51进行控制的8*8LED点阵。该点阵可实现动
4、态显示数字09的功能。2.2元器件清单 仿真图中所需要的各种元器件如下表：表2.1 元器件清单元件名称型号数量/个用途单片机AT89C511控制核心晶振12MHZ1晶振电路电容30PF3晶振电路排阻Respack81上位电阻电阻10k1复位电路电源+5v2提供电源拨码开关BUTTON_11发出信号数码管7SEG-MPX4-BLUE2显示电路3系统设计 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统和典型应用系统等。 （1）最小应用系统：能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉、结构简单，常常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。 对于片
5、内有ROM/EPROM/FLASH RAM的单片机，构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路、复位电路和电源即可。 由于集成度的限制，这种最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点是： 有可供用户使用的大量I/O口线，P0、P1、P2、P3都可用作用户I/O口用。由于没有外部存储器扩展，EA应接高电平。 内部存储器容量有限（只有4KB地址空 间）。 应用系统开发具有特殊性。由于这类应用系统应用程序量不大，外电路简单，因而采用模拟开发手段较好。对于片内无ROM/EPROM/FLASH RAM的单片机，其最小系统除了外部配置时钟电路、复位电路和电源外，还应在片外扩展EPROM、EEPR
6、OM作为程序存储器用，EA应接地。 （2）最小功耗应用系统：是指为了保证正常运行，系统的功率消耗最小。这是单片机应用系统中的一个引人入目的构成方式。在单片机芯片结构设计时，一般为构成最小功耗应用系统提供了必要条件，例如，各种系列的单片机都有CMOS工艺类型，而且在这类单片机中都设置了低功耗运行的WAIT和STOP方式。 设计最小功耗应用系统时，必须使系统内的所有器件、外设都有最小的功耗，而且能充分运用WAIT和STOP方式运行。最小功耗应用系统常用在一些袖珍式智能仪表、野外工作仪表以及在无源网络、接口中的单片机工作子站。4系统硬件设计与分析4.1单片机的选择 本系统选用ATMEL89C51系列
7、单片机，由于它的模块化设计为适应具体的应用提供了极大的灵活性，便于扩展功能，有效的提高了系统的经济性。AT89C51是一种低工耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储编程器对程序存储器重复编程。AT89C51具有以下特点：（1）与MCS-51微控制器产品系列兼容。（2）片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器。（3）32条可编程I/O线。（4）程序存储器具有三级加密保护。（5）可编程全全双工串行通道。（6）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。（7）而且与87C51系列的引脚也完全兼容。本系统从经济性，电路结构，系统性能等多方面考
8、虑，选用如下主要元器件：单片机AT89C51、电阻10K和100欧、三极管8550、按钮开关、共阳8*8LED点阵显示块、稳压块7805。AT89C51单片机采用40引脚的双列直插封装方式。其中，XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚；XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端，是外接晶体的另一端。88点阵LED外观及引脚图其等效电路图如下： 图4.1 88点阵LED外观及引脚图 AT89C51具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O口线， 2个数据指针，两个16位定时器/计数器，一个全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，8051可降至0H
9、z 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器等部件组成。4.2 元器件及其作用 在字符显示的设计中，我主要用到了AT89C51型号单片机、晶振、电容、排阻、电阻、电源、拨码开关、7SEG-C0M-CAT-GRN数码管等元器件。芯片是由ISIS 7 PROFESSIONAL仿真软件系统提供（AT89C51）。它主要由CPU，存储器和管脚组成。所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，
10、它们的一个引脚都连到一起，作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由n个电阻构成的，那么它就有n+1只引脚，一般来说，最左边的那个是公共引脚。它在排阻上一般用一个色点标出来。排阻一般应用在数字电路上，比如：作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。 排阻有a型和b型的区别。 a型排阻的引脚总是奇数的。它的左端有一个公共端（用白色的圆点表示），常见的排阻有4、7、8个电阻，所以引脚共有5或8或9个。 B型排阻的引脚总是偶数的。它没有公共端，常见的排阻有4个电阻，所以引脚共有8个。RST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变）
11、，将使单片机复位在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效。同样可以驱动八LSTTL输入。AT89C51单片机的P口特点：（1）P0口：是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动8 个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。（2）P1口：P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1口的输出
12、缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。（3）P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器（如执行 MOVX DPTR）时，P2口送出高8位地址
13、。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行 MOVX RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器(SFR)区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。（4）P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。4.3 原理图设计根据设计要求及用protues仿真软件做出0-9显示电路图如下：图4.2 字符显示设计原理图5系统软件设计5.1设计实现方式 利用数组将各数字
14、字符的编码存放在寄存器中，在执行显示过程中从寄存器中将对应数字或字符编码的数组一一轮流调出即可实现动态。5.2 程序流程图5.1程序流程图5.3数字的编码各个数字对应的编码如下：TCOUNT EQU 30HR_CNT EQU 31HNUMBEQU 32HORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START: MOV TCOUNT,#00HMOV R_CNT,#00HMOV NUMB,#00HMOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-4000)/256 ;定时4毫秒MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256SETB TR0MOVIE,#82HSJMP $INT_T0:MOV TH0,#(65536-4000)/256MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256MOV DPTR,#TAB ;取列码MOV A,R_CNTMOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV DPTR,#NUB ;取行码MOV A,NUMBMOV B,#8MUL ABADD A,R_CNTMOVC A,
