两位数码管显示设计

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1、课程设计说明书课程名称：单片机原理及应用 设计题目：两位数码管显示设计 院 系：电子信息与电气工程系 学生姓名：学 号：_专业班级：_指导教师：2010 年 5 月 10 日课程设计任务书设计题目两位数码管显示设计学生姓名所在院系电子信息与电气工程系专业、年级、班设计要求：1使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-992具有电源开关及指示灯。3数码管动态显示，及扫描方式，每一位每间隔一段时间点亮一次。字符的亮度及清晰度与每位 点亮停留时间和每位显示的时间轮换导通次数有关学生应完成的工作：1 硬件电路的总体设计和硬件电路原理图的绘制；2软件程序的总体设计方案及软件流程图的绘制3软件程序的编辑和

2、调试工作；4.软件电路结合应电路的仿真和测试工作；5电路板的制作，以及实物元器件的焊接工作。6在整个课程设计中，我负责资料的杳找和硬件电路的设计参考文献阅读：1 张毅刚单片机原理及应用北京：高等教育出版社，200922 徐爱钧智能化测量控制仪表原理与应用北京：北京航空航天大学出版社，200783 童诗白，华成英模拟电子技术基础北京：高等教育出版社，200934 阎石数字电子技术基础北京：高等教育出版社，2008 55 htt p:/ tml6 htt p:/ tml7 htt p:/ tml工作计划：5月4号接受任务，分析题目并查阅相关资料，做出整体硬件电路的设计方案。5月5号-6号根据所提出

3、电路的设计方案，绘制硬件电路。5月7号查阅资料，分析所设计系统的软件结构，并做出设计方案。5月8号-9号由系统软件的设计方案，绘制程序流程图，并且根据流程图编写系统程序。5月10号结合程序和硬件电路，用Pro teus、Keil、Mat lab进行电路仿真调试，5月13号-14号 完成设计验收上交设计报告。任务下达日期：指导教师（签名）：学生（签名）：两位数码管显示设计摘 要： 两位数码管的显示设计主要有硬件部分和软件部分组成， 硬件部分以单片机为核心，在其周围有电源电路、时钟电路、复位电路 驱动电路和显示电路组成。软件部分用汇编语言编程，用 keil 软件编译、 调试。最后用proteus软

4、件仿真，形成以单片机为枢纽，以程序为动力, 使两位数码管循环显示 00-99。关键词：AT89C52数码管keil proteus汇编语言动态显示目录1.设计背景 11.1设计课题及目的 11.2相关技术与应用领域 12.设计方案 22.1 静态设计 22.2动态显示 22.3硬件电路设计方案 23. 方案实施 33.1 方案论证 33.2设计内容 33.3硬件设计 43.4软件设计 64. 结果与结论 74.1 结果 74.2 结论 75. 收获与致谢 75.1 收获与致谢 76. 参考文献 87. 附件 97.1仿真原理图 97.2汇编程序 107.3 LED的段码107.4元件清单 11

5、1. 设计背景1.1设计课题及目的本课题是以单片机为核心，通过动态扫面的方式，实现两位数码管的动态显示。 单片机即单片微型计算机，是集CPU,RAM,ROM，定时，计数，和多种接口于一体的微 控制器，他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上， AT89C52 单片机是各单片机中比较具有代表性的一种。这次课程设计通过对他的学习，应用， 从而达到学习，设计，开发软硬件的能力.1.2相关技术与应用领域单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力 的中央处理器的CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种输入输出口和中断系 统、定时器/计数器等功能集成到

6、一个硅片上构成一个小而完善的计算机系统。目前 单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到那个领域没有单片机的踪迹。导弹 的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过 程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统， 录像机，摄像机，全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不 开单片机。更不用说自动化控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片 机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师、科学家。单片 机广泛应用于仪表仪器、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理以 及过程控制等领域。单片

7、机是器件级的计算机系统，它可以嵌入任何对象体系中，实 现智能化控制。小到微型仪器，如手表、助听器。若将经典电子系统当作一个僵死 的电子系统， 那么智能化的现代电子系统则是一个具有 “生命”的电子系统。 单片 机应用系统的硬件结构给予电子系统 “身躯”，单片机应用系统的应用程序赋予其 “生命”。例如，在设计智能化仪器显示器的显示功能时，可在开机时显示系统自 检结果，未进入工作时显示各种待机状态，仪器运行时显示运行过程，工作结 束后可显示当前结果、自检结果、原始数据、各种处理报表等。在无人值守时， 可给定各种自动运行功能。2.设计方案2.1静态设计两位数码管的静态显示，是将两个数码管的共阳极接连在

8、一起并接+5V,每位的 段码线a-g，分别于单片机的一个P 口相连，之所以称为静态显示，是因为各个LED 的显示字符一经确定，相应的段码将维持输出不变，知道送入另一个字符的段码为止。 正因为如此，静态显示器的亮度都比较高。静态显示的程序设计，是将一个两位数的 个位与十位分开，并且用查表指令，输出对应位的表格代码。2.2 动态显示两位数码管的动态显示，是将两个数码管相应的段码线并联接在一起，有一个 I/O 口控制形成段码线的多路复用，而两位数码管的共阳极分别由相应的I/O 口线控 制，形成各位的分时选通。若要各位数码管能够同时显示出与本位相应的显示字符， 就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，即

9、让某一位的位选线处于选通状态，而且 其他各位的位选线处于关闭状态，同时段码线输出相应位要显示的字符的段码，这样 在同一时刻，两个数码管只有选通的哪一位显示出字符，而另一个是熄灭的，同样， 在下一时刻，只让第二个的位选线处于选通状态，而其他的位选线处于关闭状态，如 此循环下去，就可以使各位显示出将要显示的字符，虽然这些字符是在不同时刻出现 的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED显示器的余晖和人眼 的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短吗、，就可以造成两位同时亮的假象，达 到同时显示的效果。动态显示器件少，亮度弱。设计基本与静态设计相同，不同之处 是在多了片选信号。在程序设计中

10、在每次要输出字符时，都要使相应的位置位，另一 位要复位，确保每次只有一个数码管亮。2.3硬件电路设计方案如图（1）所示 ，我组成员将整个硬件电路的设计划分为三个模块：单片机主控 制电路、数据显示电路、电源电路。其中，单片机控制电路又分为时钟电路和复位电 路，单片机采用AT89C52；数据显示电路用的是两个一位数码管显示以及两个三极管 9051、若干阻值的电阻组成；电源电路由桥堆2W10、滤波电容、三端稳压器TA7805 三部分组成。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示我们要 的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态显示和动态显示两类。动态显示驱动：数码管

11、的动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式 之一，动态驱动是将所数码管的8个显示笔画”a,b,c,d,e,f,g,dp，啲同名端连在一起，另 外为每个数码管的公共极COM端增加位选通控制电路，位选通有各自独立的I/O线 控制，当单片机输出字型码时，所有数码管都接受到相同的字型码，但究竟是哪个数 码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需 要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮， 通过分时轮流控制各个数码管的COM，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态 驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为l-2ms，由于他、人

12、的视觉暂留 现象看、及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫 描的速度足够快，给人的印象就使一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的 效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功能更低。静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动，静态驱动是指每个数码管的每一个段码 都有一个单片机的I/O端口进行驱动，静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺 点是占用 I/O 端口多。因为设计要求和器件的限制，我们的课程设计采用的是数码管的动态显示。3.2设计内容硬件设计：电源电路；时钟电路；复位电路；驱动电路；显示电路。软件设计： 主程序，延时程序，3.3硬件设计电源电路：主

13、要有桥堆 2w10 和三端稳压器 7805 构成，将有变压器降压后的交 流电压转化为5v的直流电压。电路图如图（2）所示。T1是变压器，得到一定值得 交流电压。图（2）电源电路复位电路：复位电路是通过复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相 连，施密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，施密特触发器的输出电 平有复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号，复位电路采用按 键手动复位的电平方式，电路如图（3）所示。图（3）复位电路时钟电路：单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊的一 拍一拍的工作，本次设计的时钟电路采用外部时钟方式。单片机内部有一个用

14、于构成 振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端芯片引脚XTAL1，输出 端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。 电路如图（4）所示。图（4）时钟电路显示驱动电路：这部分电路主要有两个 PNP 型三极管 9015 和两个共阳极数码管 组成。三极管起的是开关和放大电平作用，并且具有片选的作用，数码管起的是显示 的作用，电阻器的是限流的作用，防止冲击电流过大，烧坏数码管。电路如图（5） 所示。ElEl图（5）显示和驱动电路3.4软件设计这次课程设计使用汇编语言编写源程序，使用 keil 软件调试、编译，最后生成 hex 文件共我们在 p

15、roteus 软件上仿真和向单片机烧录程序使用。本次程序设计采用 循环控制结构，以 R1 为变量，将 R1 的十位与个位分开，并且分别向 P2 传送数据， 传送数据完之后，修改变量，并且判断传送的数据是否到 99，如果是的话，则返回 主程序重新开始运行程序，如果不是的话，则修改变量，并且执行显示程序，程序框 图如图（6）所示。Rl=100?6图（6）程序框图修改变量R1=R1+1显示R初始化尺1=3幵始4匚4. 结果与结论4.1 结果将程序烧录到单片机内，通电后，两位数码管循环显示 00-99，当按下复位开关 后，两位数码管立刻显示 004.2 结论这次的课程设计圆满的完成了所有任务，用数码管的动态显示，实现在数码管上 循环显示 00-99。这次课程设计的主要技术难点是数码管