《基于单片机的数码管循环显示的电路设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的数码管循环显示的电路设计.docx（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 单 片 机 课 程 设 计 题 目基于单片机的数码管循环显示电路设计 姓 名_ _ 学 号_ _ _ _ 指导教师 _ _ 成 绩_ _ _摘要随着电子技术的不断发展，单片机的应用领域更加广阔。单片机诞生30多年以来，其品种,功能和应用技术都得到飞速的发展，本次课程设计的目的主要是培养学生综合运用所学的知识，完成一个单片机应用系统设计。本系统采用单片机89C51为中心器件来设计,系统使用性强，操作简单，扩展性强。在现有的单片机仿真机系统上掌握相关软硬件设计与调试知识，根据仿真系统，焊好硬件电路，正确进行元器件的测试与调试。正文着重给出软硬件设计的思路和各部分功能的扩展增强，以及其具体实现。目
2、录 摘要i第一章 系统功能要求- 1 -1、系统的设计任务- 1 -2、设计所需要的用具- 1 -第二章 设计方案论证- 2 -2.1、电源部分- 2 -2.2 软硬件开发环境- 2 -第三章 系统硬件电路的设计- 3 -3.1主要芯片简介：- 3 -1、主要特性：- 3 -2、管脚说明： - 3 -3、振荡器特性：- 4 -4、芯片擦除： - 4 -5、结构特点：- 5 -3.2 STC90C51基本电路- 5 -1、 复位电路- 5 -2、晶振电路- 6 -第四章 系统程序的设计- 8 -程序全文如下- 8 -第五章 调试及性能分析- 9 -5.1软件调试- 9 -5.2性能分析- 10
3、-参考文献- 11 -附件- 12 -附件一 设计总电路图- 12 -附件二 源程序- 13 -第一章 系统功能要求1、系统的设计任务设计单片机主电路、数码管电路。2、设计所需要的用具电烙铁，锡丝，单片机，STC90C51、，晶振，各种不同阻值电阻，各种型号电容，三极管，导线，杜邦线等第二章 设计方案论证2.1、电源部分本次设计选用90C51单片机作为核心，数码管作为显示器，7805稳压器为主的直流稳压电路做为电源，配合采集，转换，显示程序共同实现可测量0-5V直流电压的数字式电压表。2.2 软硬件开发环境 硬件选择：选择90C51作为单片机芯片，选用独立式按键作为程序的跳转与选择，利用ADC
4、0809作为数模转换芯片，利用P0至P4的各个串口来进行不同设备间的连接，计算机进行汇编，H51/L仿真器，单片机多功能实验箱。 软件开发环境： 用Proteus 7 Professional软件画电路图 、Keil uVision3软件进行程序编写。第三章 系统硬件电路的设计3.1主要芯片简介： STC90C516RD+系列单片机是宏晶科技推出的新一代超*/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地。1、主要特性： 与MCS-51 兼容 ,4K字节可编
5、程闪烁存储器，寿命：1000写/擦循环， 数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24Hz ，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM ，32可编程I/O线， 两个16位定时器/计数器， 5个中断源 ，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路 。 2、管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外
6、部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给
7、出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1
8、） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉
9、冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/Vpp：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加1
10、2V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 3、振荡器特性： XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 4、芯片擦除： 整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下
11、静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 5、结构特点： 8位CPU；片内振荡器和时钟电路；32根I/O线；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口；布尔处理器。此为引脚图如图3.1：图3.1 引脚图3.2 STC90C51基本电路STC90C51单片机要正常工作，必须有基本电路：晶振电路及复位电路。1、 复位电路复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机工
12、作从复位开始。在单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期，单片机就执行复位操作。复位操作有两种基本方式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。复位电路如图3.2所示。 图3.2 复位电路图开机瞬间RST获得高电平，随着电解电容C3的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。若该高电平能保持足够2个机器周期，就可以实现复位操作。根据经典电路选择参数，选取C3=10F，R1=10K。2、晶振电路单片机的时钟信号通常有两种产生方式：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。本次设计中，采用的是12
13、MHz晶振，配上30pF的电容，构成谐振，这样有助于输出稳定的波形。如图3.3所示。 图3.3 波形图在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），作为单片机内部振荡电路的负载，构成自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号。C1和C2的作用是稳定振荡频率和快速起振。根据经典电路选择参数，本电路选用晶振12 MHz， C1=C2=33PF。其中晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时序单位。第四章 系统程序的设计程序全文如下 第五章 调试及性能分析5.1软件调试调试及结果如下：图5.1 调试图仿真效果图如图5.2所示： 图5.2 仿真图5.2性能分析本次实验采用4位数码管，依次循环03四个数字，每位控制一个数字，可以清晰观察到数字的变化，加快位与位之间的间隙可以使人眼同时看到四个数字。参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术M.4版.北京：北京航空航天大学出版社，2013.72郭天祥.新概念51单片机C语言教程M.北京：电子工业出版社，2009.13康光华.数字电路基础数字部分M.5版.北京：高等教育出版社，2006.1
