两位数码管显示设计课程设计说明书.doc
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1、两位数码管显示设计课程设计说明书课 程 设 计 说 明 书课程名称: 单片机技术 设计题目: 两位数码管显示设计 院 系: 电子信息与电气工程学院 学生姓名: 学 号: 专业班级: 指导教师: 2012年 5月 18 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学院专业、年级、班 设计要求:使用两位数码管显示器,循环显示两位数00-99;要求具有电源开关和指示灯,有复位按键;数码管动态显示,即扫描方式,每一位每间隔一段时间扫描一次。字符的亮度及清晰度与每位点亮的停留时间和每位显示的时间内轮换导通次数有关。 学生应完成的工作:本课题是基于AT89S5
2、2单片机的两位数码管显示系统,应用汇编语言编写两位数码管循环扫描动态显示的专用程序,可以通过查阅手册和文献资料来选择合适的元器件,设计合理的电路来实现符合要求的电路板事物。主要任务应包括:(1)原理图的设计与仿真。(2)学会对不同方案进行比较分析,并通过整体优点与缺点的比较,确定合理的方案。(3)硬件电路的焊接及调试。(4)用汇编语言进行软件的编写与调试。(5)撰写课程设计报告。(6)该生在此次课程设计中主要任务是完善电路原理图的设计和实物正常工作与软件的调试与修改。参考文献阅读:1张毅刚.单片机原理及应用(第二版).北京:高等教育出版社,2010.5 2童诗白.模拟电子技术基础(第四版).北
3、京:高等教育出版社,2006.53杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京:北京航空航天大学出版社,2006.64林之琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真.北京:北京航空航天大学出版社,2006工作计划:2012年5月 7 日 年5 月9 日:原理图设计;2012年5月10日 年5月11日:程序的编写;2012年5月14日 年5月16日:硬件电路的焊接与软件的调试;2012年5月17日 年5月18日:撰写实习报告。任务下达日期:2012 年5月 7 日 任务完成日期:2012 年5月 18 日指导教师(签名): 学生(签名): 两位数码管显示设计摘 要:该系统是基于AT8
4、9S52单片机的两位数码管显示系统,该系统包括电源模块,复位电路模块,外部时钟电路模块、数码管显示模块构成。通过AT89S52进行控制,用汇编语言编写了两位数码管循环扫描动态显示的专用程序。数码管通过共阳极的三极管进行驱动。电源通过桥堆2W10和7805将通过变压的交流电压变为5V的直流电源。复位用电容与按键的并联来实现。时钟用12M的晶振来控制。通过单片机的片选信号控制数码管的灯管,使其依次点亮,由于人眼有视觉暂留的特性和数码管的余辉效应,而扫描频率足够高,因此人眼是感觉不出数码管的变化的关键词:AT89S52;动态扫描显示;共阳极数码管 目录1.设计背景11.1单片机发展前景11.2共阳极
5、数码管的显示方法11.3共阳极数码管的驱动设计12.设计方案12.1方案一:共阳极数码管静态显示22.2方案二:共阳极数码管动态显示22.3数码管静态与动态显示的优缺点比较33方案实施33.1硬件电路的实施33.2电源电路设计43.3复位及震荡电路53.4 数码管显示53.5单片机接口63.6软件设计63.7实物制作94.结果与结论94.1结果94.2结论95.收获与致谢106.参考文献107.附件107.1元器件清单107.2硬件原理图117.3实物图111.设计背景1.1单片机发展前景目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪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
6、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,广泛使用的各种智能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科学家、工程师。1.2共阳极数码管的显示方法LED数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一,一般用来显示处理结果或输入输出信号的状态。数码管显示是一个系统工程中必不可少的人机交互环节,因此关于数码管的驱动也就是系统工程中的一个重要的环节。数码管的驱动分为动态驱动和静态驱动
7、两种。所谓静态驱动,就是指无论多少位LED数码管,同时处于显示状态。动态显示驱动是指无论在任何时刻只有一个LED数码管处于显示状态,及单片机采用“扫描”方式控制各个数码管轮流显示。1.3共阳极数码管的驱动设计将数码管每个LED灯对应单片机的一个I/O口。通过单片机的P口来控制LED灯的亮和灭。I/O口之间互相独立,需要用I/O口直接控制LED。动态显示将数码管的每个引脚一对一连接在一起接单片机的数据,而将各个数码管的公共端单独送至单片机的I/O口进行片选。此外,在此基础上,用单片机与三极管来驱动数码管,从而实现数码管的动态显示。2.设计方案2.1方案一:共阳极数码管静态显示 静态显示就是每一个
8、数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路,就不用管它了,直到要显示新的数据时,再发送新的字形码,因此,使用这种办法单片机中CPU的开销小。能供给单独锁存的I/O接口电路很多,各数码管的公共极固定接有效电平,各数码管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。LED显示亮度温度,容易调节,编程容易,工作时占用CPU时间短。但若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时,占用单片机的I/O口线较多。一般仅适用于显示位数较少的应用场合。 图21 数码管静态显示电路 2.2方案二:共阳极数码管动态显示 此次设计,用到的就是动态显示。其中
9、P2.0和P2.1端口分别控制数码管的个位和十位的供电,当相应的端口变成低电平时,驱动相应的三极管会导通,+5V通过驱动三极管给数码管相应的位供电,这时只要P3口送出数字的显示代码,数码管就能正常显示数字。数码管动态显示电路如图22所示: 22 共阳极数码管动态显示电路2.3数码管静态与动态显示的优缺点比较静态显示方式简单不容易出错,如果电路设计合适,也能够用较少的线完成多个数码管的显示。但与动态显示相比,动态显示电路连接更简单,节省单片机I/O口,从而节省单片机的资源,如今已经有很多这样成熟的基于动态扫描的芯片。而且采用动态显示方式极大的节省单片机的资源,特别是在单片机的I/O数量比较紧张的
10、情况下,更能体现采用动态显示的优越性。在现在的多数电子系统中,在用到数码管的场合下,多数采用动态扫描技术来显示。因此此次设计我们也采用了动态显示。3方案实施3.1硬件电路的实施1.硬件组成框图如图3-1: AT89S52 单片机稳 压 电 路两位数码管动态显示电路复 位 电 路时 钟 电 路 图31 硬件组成框图该电路的工作原理:AT89S52从稳压电路中获得稳定的+5V电压,接到VCC端,提供稳定的电压;P2口通过电阻接到显示电路的七段数码管的a b c d e f g 端口上,数码管的共阳极接到三极管的集电极上;P0.0、P0.1口接三极管的基极作为位选; RST接复位电路,实现电路的复位
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