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1、单片机课程设计报告单片机课程设计报告电子课程表系统电子课程表系统摘要：该实验设计基于 AVRmega16 开发板平台，根据点阵屏和七段数码管的基本原理， 做出了方便实用的电子课表！关键字：单片机 8*8 点阵屏 电子课表前言：AVR 单片机是一款功能十分强大，集成度非常高的数字处理系统。它集成了 ADC 与 DAC 的模块，而且还有硬件滤波器！它基本上能够处理生活实时性不太强的模拟信号与数 字信号，并实现通信！近年来，广告的普及和生活水平的提高，点阵大屏的需求日益强烈！LED 因其体积小，耗电量低，高亮度及环保等优点而被广泛应用于公共场所的大屏显 示上，LED 点阵大屏可应用于户外广告，交通导
2、航，大厅公告，比赛的多媒体实时显示等 领域。老校公教楼的点阵屏可以用来显示整幅课表。我们的课程设计是基于 AVR 单片机，用 8*8 点阵显示滚动的课程英文名称，至于教 室门口，可即时显示该教室内正在上的课程名称，方便师生选择合适的教室学习。所作的 点阵屏具有可移植性强，功能简单，可以简单继续添加更多相关功能的模型，也可以扩展 成多块点阵屏的组合，以改良显示效果。正文：一一系统设计目的、用途以功能系统设计目的、用途以功能经过一段时间的观察，我们发现，同学们上自习是经常遇到一个问题。教室中有很多 人，但不能确定里面是不是在上课，能不能到里面去自习。 公教楼进门的地方有电子大屏 可以显示课程安排，
3、但看起来过于麻烦，也不能具体到每一个教室。所以我们设想，能不 能设计一个电子课表，放在每个教室的门口，显示当前在上的课程，并可以通过一定的按 键来及时改变课程，以应对临时变化。后来经电子设计大赛的老师提醒，我们曾经想设计 一种有控制终端的课程显示系统。即每个教室门口都有一个电子课表，通过终端的控制完 成所有课表的显示。但后来发现，以我们的能力做这样的工作太过复杂，所以我们选择了 更容易的方式：单一的放在教室门口的电子课表，只显示当前的课程。于是现在的作品应 运而生。 电子课表的基本功能如下 ： 主要功能有 1 实现 LED 点阵屏汉字名称的滚动显示。 2 实现不通课程汉字名称的自动切换。 3
4、实现按键控制课程名称的临时更改。 4 实现节日动画的显示。 5 实现 6 位七段数码管显示时分秒。6 实现按键控制时间的调整。二二硬件设计原理及内容硬件设计原理及内容 硬件设计思想：通过按键输入控制信号，由单片机进行处理，并将行列信号分别通过显示 驱动输入点阵屏和数码管，控制点阵和数码管的显示.Led 16*16 点阵屏74HC595ATmega16按键控制信号列信号行信号74hc15474hc16474ls138六位七段数码管段选 xua= 选 位 选 Atmega16 引脚图硬件模块一基于 Atmega16 单片机,利用 4 片点阵屏的组合来实现 16*16 的显示，从而使汉字 的显示变成
5、可能。 我们分别采用两片 74ls595 来控制行的显示，用一块 74ls154 来控列的显示。本来计划要用 两 74ls138 的级连来控制列的变化，后来在测试中发现出现一些问题，于是改为 74ls154. 且 154 的使用可以减少资源的占用。如焊接图所示，将左右点阵屏的行的控制引脚相连接，按照测试好的顺序排成 015 号，通过 100 欧的电阻后接到三极管上，三极管的作用是增大亮度。在三极管后同样使用 100 欧的电阻，最后接入两片 74ls595.将 595 的电源和接地连好后，控制端连接到单片机的 控制端，100 欧的电阻起限流作用。将上下点阵屏的列的控制引脚相连接，同样按照顺序排为
6、 015 号，接入 74LS154 芯片，再将 154 芯片的电源和接地连接，控制端借入单片机的控制端。设置普通键盘，连到单片机的控制端作为电子课表系统的控制按键。 该模块做为电子课程表的核心系统，能直观的显示所需目的，简便、快捷、容易理解。围 绕这一模块完成以后的拓展工作。模块一硬件图硬件模块二七段数码管显示时分秒 1.用 74hc164 实现 8 路并口输出的扩展，占用单片机的两个端口。编写 hc164_send_byte() 函数，程序控制 hc164_data(PD6)作为数据线，将一字节由高位到低位，依次输出，输出时 先根据该位的数值置 PD6 为“1”或“0” ，然后控制 hc16
7、4_CLK（PA7）输出“1” ，再输 出“0” ，模拟时钟信号，将 PD6 数据打入 74hc164。循环移位 8 次后，将 1 字节的数据由 低位到高位串行输入到 74hc164 中，即可在 74hc164 的输出端得到并行的 8 位数据,即七段 数码管的段码值。 2.用 74ls138 实现 6 路并口输出的扩展，将位选的段码值依次打入 74ls138，74ls138 任一时 刻只有一个输出口输出低电平，对应的一位数码管被选中，扫描 6 次后可以实现六位数码 管的显示。 4.51 欧电阻起限流的作用。 6.该模块可以实现时分秒的显示，补充并强化了电子课表的功能，为了节省单片机布局有 些不
8、合理的端口，用了两处串入并出的扩展。模块二硬件图3、系统设计所需资源及参数系统设计所需资源及参数Atmega16 单片机、88 共阳点阵屏 4 个、74HC595 移位寄存器 2 个、74ls154 译码器 1 个、100 欧电阻 32 个、NPN8050 三极管 16 个、排线若干、共阴三位七段数码管两块， 74hc164 移位寄存器一片，74ls138 译码器一片，51 欧电阻 8 个1、74HC154参数： 描述: 74HC595是告诉的硅结构的CMOS器件， 兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。 74HC595是有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分
9、别 的时钟。 数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个 时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位 输入（Ds） ，和一个串行输出（Q7）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8 位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平） ，存储寄存器的数据输出到总线。 特点：8位串行输入 /8位串行或并行输出 存储状态寄存器，三种状态; 输出寄存器可以直 接清除 100MHz的移位频率。输出能力： 并行输出，总线驱动；串行输出；标准中等规模集成电路。2、74HC595参数： QA-QH: 八位并行输出端。 QH: 级
10、联输出端。SI: 串行数据输入端。 74595的控制端说明： /SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。 SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。QAQBQC.QH；下降沿移位寄 存器数据不变。 （脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了） RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据 不变。 （5V时，大于几十纳秒就行了） ，更新显示数据。 /G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态） 。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它， 可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。3、74ls138参数对3个输入信号进行译
11、码。得到8个输出状态。 G1,G2A,G2B,为数据允许输出端，G2A,G2B低电平有效。G1高电平有效。A,B,C为译码信 号输出端，Y0Y7为译码输出端，低电平有效。 4、74ls164参数4、测试过程及数据测试过程及数据1测试仪器： CVAVR 和 AVR Studio 软件 ，JTAG 下载线，easyavr 开发板。 2测试与分析： （1）测试点阵：把万用表调到测二极管的档，用红表笔触行输入端，用黑表笔触列输出端。 注意观察 256 个点是否正常亮。 （2）测试按键：直接连接按键到单个可用 LED 发光二极管（这里采用实验板上发光二极 管） ，按下每个按键看 LED 是否可亮，若亮，
12、说明按键可用。 （3）程序调试：通过 Cvavr 和 AVR Studio 在线仿真调试，知道程序编译并运行成功。 （4）正式操作过程。 1、通电之后，数码管开始显示 11：00：30。没有按键，则依次滚动显示原子物理学 30s, 课间休息 20 秒，无课 30 秒，之后停止显示。 2.显示过程中，若按下 key1 键，显示有活动，再按下，返回。 3、显示课间时，按 key2,实现课间休息和心图案的转换。 4|、显示过程中，按 key3 键，实现显示效果的滚动快慢显示。 5|显示过程中，按 key4 键，显示正弦波动的的国旗五：参考资料：AVR 单片机嵌入式系统原理与应用实践马潮 六：设计感想：
