數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)與研究

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)老師：張_橙 班 級(jí)：自動(dòng)化衛(wèi)72姓 名： 廖巖 學(xué) 號(hào)：07401100221日 期：2013年1月6日數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)與研究一：概述動(dòng)態(tài)顯示主要就是利用人眼的視覺感來(lái)設(shè)計(jì)的， 一般來(lái)說(shuō)如果顯示的頻率 過(guò)慢，則會(huì)有斷斷續(xù)續(xù)的顯示； 如果顯示的頻率加快， 則人眼就分辨不出這種視 覺殘余！隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷地進(jìn)步， 人們已經(jīng)走入了信息的高速時(shí)代。 科 學(xué)的力量日益強(qiáng)大，技術(shù)的更新的速度也更加加快了。計(jì)算機(jī)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶， 其中，單片機(jī)是一種應(yīng)用十分廣泛的單心片微型計(jì)算機(jī)， 在我國(guó)的普及應(yīng)用已有 若干年，上至航天飛機(jī)，下至電動(dòng)玩具，都能見到它的身影。單片機(jī)比專用處理

2、器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)， 因此它得到了最多的應(yīng)用。 事實(shí)上單片機(jī)是世界上 數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。 現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成 有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電 腦配件中都配有 1-2 部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。 汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片 機(jī)在同時(shí)工作！ 單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) PC 機(jī)和其他計(jì)算的綜合， 甚至比人類 的數(shù)量還要多。 而本次單片機(jī)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)中采用 AT89C52 。AT89C52 為8位通用微處理器， 采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)

3、部功能及 管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包 括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚 調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信 等。主要管腳有： XTAL1（19 腳）和 XTAL2 （18 腳）為振蕩器輸入輸出端口， 外接12MHz晶振。RST/Vpd （9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。vcc （40腳）和VSS （20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端P0P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（3239腳）被定義為N1

4、功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接， 13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1 的SDAS（ 18腳）和SCLS（ 19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手 信號(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整T2/Pi. 0 彳1 “一W TeeT2EX/P1.1 匚239 P0. 0 /ADOPI. 2 匚 F0. 1/AD1Fl. $ 匚4斜 F0. 2fAH2Pl 4匚536 P0. 3/AD3Pi 5 c535 P0. 4/AD4pi. 6 t734 F0. 5/AD5pi. 7 t9擁 F0. &/AD6

5、KST C332 P0. TfkT)7RXD/P3. 0 匚1031 EA/UFFTXD/F3. 1 匚1130 ALEFEOtfHT0?P3. 2 匚1229 FESHISTL/P3. $ 匚 12. 7/A15T0/F3 4 匚142? F2.6/M4T1/F3. S 匚15265/A13帚/P3. 6匚1625 P2. 4/1127 匚1T24 P2. 3/A11XTAL2 匚16前 F2. 2/A10XTAL1 匚1922 P2.PEIP&町匚20 21 t2. 0/A8狀態(tài)進(jìn)入的控制功能PDIP封裝的AT89C52引腳圖硬件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求P0端口接動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的字形碼筆段,P2端

6、口接動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的數(shù)位選擇端，P1.7 接一個(gè)開關(guān)，同時(shí)P2端端口接入右數(shù)碼管顯示器右端，P3端端口接入數(shù)碼管 顯示器左端。當(dāng)開關(guān)接高電平時(shí)，顯示“ 521039113142 ”字樣；當(dāng)開關(guān)接低電平 時(shí)，顯示HELLO，LOVE ”字樣。元器的選取1 : AT89C52:單片機(jī)；2: RES:電阻；3: CRYSTAL:晶振；4: CAP、CAP-ELEC :電容、電解容；5: RESPACK-8:1k*8 排阻；6:7SEG-MPX6-CC:7 段式 6 位共陰極數(shù)碼管；7: BUTTON :按鈕。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理圖GNDA BCC2U130p19XTAL1P0.0/ADUP0.1/AD1X

7、112MC118XTAL29RST1okVCCt1 51./AT89C52P1.1/I2EXP1 2=C310uF29303130pFR1GNDVCC 1kx8P0.2/AD2P0.3/AD3P0.6/AD6P0 7/AD7P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1510P3.0/RXD11P3.4/T01516P2.2/A10P2.3/A11P0.4/AD4P0.5/AD5P3.5/T1P3.6/WRP3.1/TXDP3.2/INTP3.7/RD該例數(shù)碼管的段選和位選均用單片機(jī)直接驅(qū) 實(shí)際應(yīng)用中建議段選用三極管或?qū)Ｓ眯酒?qū)LED數(shù)碼管顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小

8、圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，每個(gè)發(fā)光二極管稱為一字段。因而它的控制原理和發(fā)光二極管的控制原理是 相同的。根據(jù)各管的接線形式，可分成共陰極型和共陽(yáng)極型。發(fā)光二極管的陽(yáng)極 連在一起，為一個(gè)公共端，這種顯示器稱為共陽(yáng)極顯示器。發(fā)光二極管的陰極連 在一起，為一個(gè)公共端，這種顯示器稱為共陰極顯示器。給LED數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管加不同的電平，二極管顯示不同亮暗的組合就可以形成不同的字形， 這種組合稱之為字形碼。程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）動(dòng)態(tài)掃描方法：動(dòng)態(tài)掃描采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，本例中，先讓左邊第一位數(shù)碼管顯示數(shù)字“ 5”延時(shí)一定時(shí)間后，第二位顯示“ 2”以此類推,到第五位顯示“2”后，又從5”開始循環(huán)顯示。

9、由于循環(huán)顯示頻率較高時(shí)，利用人 眼的暫留特性，我們看到這12個(gè)數(shù)碼管仿佛在同時(shí)顯示，而看不出閃爍顯示現(xiàn) 象。這種顯示需要一個(gè)接口完成字形碼的輸出（字形選擇） ，另一接口完成各數(shù) 碼管的輪流點(diǎn)亮（數(shù)位選擇） 。需要注意一點(diǎn)，由于電路的特性，在點(diǎn)亮每一位 數(shù)碼管之前，一定要對(duì)整個(gè)數(shù)碼管清屏（場(chǎng)消隱） ，即讓所有位選信號(hào)都處于不 被選中狀態(tài)。（2）對(duì)于顯示的字形碼數(shù)據(jù)我們采用查表方法來(lái)完成， 同樣位選碼也可以用查表的方法。請(qǐng)注意，由于一些一般資料中給出的字形碼都沒有包含“H”和L“的字形碼，這時(shí)就需要我們可以自行推導(dǎo)出來(lái)。 通過(guò)課本上數(shù)碼管的介紹， 我們可 以得出 HELLO LOVE ” 0x76

10、,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00（ HELL0 的字形碼）；0x00,0x00,0x38,0x3f,0x3e,0x79（LOVE 的字形碼）。三：軟件設(shè)計(jì)1 ：程序 <c 語(yǔ)言源程序 >（1）首先選定的藍(lán)本 -數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示的相關(guān)程序，如C 語(yǔ)言源程序：#include <REG52.H>unsigned char code table1=0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d;/1-5 的字形碼unsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f;/HELLO 的字形碼unsigned ch

11、ar code table3=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef;/ 位選碼unsigned char i,a;sbit button=PM7;位定義，不能直接用P1A7void main（void）while（1）for(i=0;i<5;i+)P2=0xff;/ 清屏信號(hào)，必須使用if(button=1)P0=table1i;/ 對(duì) 1-5 的字形碼查表elseP0=table2i;/ 對(duì) HELLO 的字形碼查表P2=table3i;/ 對(duì)位選信號(hào)查表for(a=248;a>0;a-);/ 字形顯示延時(shí)，可調(diào)節(jié)通過(guò)認(rèn)真的分析需求，要想在數(shù)碼管上顯示“ 521039

12、113142 ”以及HELLOLOVE ”的字樣，就必須在main程序中增加2個(gè)量分別為：如下：Unsigned char code table1=0x6d,0x5b,0x06,0x3f,0x4f,0x6f;/“521039 的字形碼.”unsigned char code table4=0x06,0x06,0x4f,0x06,0x66,0x5b;/“113142 的字形碼.”unsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00;/“Hell0 的字形碼.”unsigned char code table5=0x00,0x00,0x38

13、,0x3f,0x3e,0x79;/“LOVE 的字 形碼同時(shí)要改變一下循環(huán)變量 for(i=0;i<6,i+) 以便使得程序在單片機(jī)的執(zhí)行中能 夠同時(shí)作用于數(shù)碼管的顯示， 更為重要的是為了使新增的兩個(gè)變量更好的參加于 循環(huán)。如： for( i=0;i<6,i+) 。與此同時(shí)更為重要的是在 for 循環(huán)內(nèi)部增加一個(gè) P3 的字型碼查表 ，以便能 夠在新增加的一個(gè)LED數(shù)碼管中顯示。如： if( button = 1 )P0=table1i;/ “521039 對(duì)的字形碼查表?！盤3 = table4i;/ “113142 對(duì)的字型碼查表。”P2=table3i;/ “位選碼。”最后才

14、是對(duì)字符的顯示“HELLOLOVE"輸出；elseP0=table2i; 1111 “對(duì)HELLO LOVE 中的的字形碼查表?！?P3= table5i;/ “對(duì)HELLO LOVE 中的的字形碼查表。” P2=table3i;/ “對(duì)位選信號(hào)查表。”最后可以結(jié)合上述分析需求得到完整的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序：#include <REG52.H>Unsigned char code table1=0x6d,0x5b,0x06,0x3f,0x4f,0x6f;/“521039 的字 形碼.”unsigned char code table4=0x06,0x06,0x4f,0x06

15、,0x66,0x5b;/“113142 的字形碼.”unsigned char code table2=0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x00;/ “Hell0 的字 形碼.”unsigned char code table5=0x00,0x00,0x38,0x3f,0x3e,0x79;/“LOVE 的字形碼?！眜nsigned char code table3=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf;/ “位選碼?！?unsigned char i,a;sbit button=PM7;/“位定義，不能直接用 P1A7?！眝oid main(void)w

16、hile(1)for(i=0;i<6;i+)P2=0xff;/ “清屏信號(hào)，必須使用”。if( button = 1 )P0=table1i;/ “521039 對(duì)的字形碼查表?！盤3 = table4i;/ “113142 對(duì)的字型碼查表?！盤2=table3i;/ “位選碼?！眅lseP0=table2i; / “對(duì)HELLO LOVE 中的的字形碼查表?！盤3= table5i;/ “對(duì)HELLO LOVE 中的的字形碼查表?！盤2=table3i;/ “對(duì)位選信號(hào)查表?！眆or(a=248;a>0;a-);/“字形顯示延時(shí)，可調(diào)節(jié)?！睌?shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示整體流程圖開始YK1按鍵識(shí)

17、別成功否?NY|*尊置顯示“ 521039113142”字型碼首地址置顯示“ HELLOLOVE ”字型碼首地址首地址n置字型碼偏移量和位選代碼查表并送出顯示延時(shí)2ms并指向下一個(gè)偏移量調(diào)試及仿真的具體操作1:對(duì)Keil的應(yīng)用操作第一步：雙擊Keil的桌面快捷方式，啟動(dòng) Keil集成開發(fā)開發(fā)軟件。軟件啟動(dòng)后的界面。第二步： 新建文本編輯窗。點(diǎn)擊工具欄上的新建文件快捷按鍵，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè) 打開一個(gè)新的文本編輯窗。C語(yǔ)言程序，也可以第三步：輸入源程序。在新的文本編輯窗中輸入源程序，可以輸入輸入?yún)R編語(yǔ)言程序。第四步：保存源程序。保存文件時(shí)必須加上文件的擴(kuò)展名，如果你使用匯編語(yǔ)言編程，那么保存時(shí)

18、文件的擴(kuò)展名為“ .asm :如果是C語(yǔ)言程序，文件的擴(kuò)展名使用“ *.C ”（注： 注：第 3步和第4步之間的順序可以互換，即可以先輸入源程序后保存，也可以先保存后輸入源程序。）第五步：新建立 Keil工程。點(diǎn)擊"工程”-"新建工程”命令，將出現(xiàn)保存對(duì)話框。第六步：選擇CPU型號(hào)。如圖8所示，為工程選擇 CPU型號(hào)，本新建工程選擇了 ATMEL 公司的AT89C52單片機(jī)。第七步：加入源程序到工程中。在選擇好CPU型號(hào)后，點(diǎn)擊"確定"按鈕返回主界面，此時(shí)可見到工程管理窗中出現(xiàn)“ Target 1 ,點(diǎn)擊Target 1 "前面的“ + ”號(hào)展

19、開下一層的SOurce Group 1 "文件夾，此時(shí)的新工程是空的，Source Group 1 ”文件夾中什么文件都沒有，必須 把剛才輸入的源程序加入到工程當(dāng)中。 如圖9所示，右擊工程管理窗中的“ Source Group 1 ” 出現(xiàn)下拉菜單，點(diǎn)擊“增加文件到組'Source Group 1' ”命令，將出現(xiàn)添加文件對(duì)話框。第八步：工程目標(biāo)'Target 1'屬性設(shè)置。如下圖14所示，在工程項(xiàng)目管理窗中的"Target 1" 文件夾上右擊，出現(xiàn)下拉菜單，點(diǎn)擊“目標(biāo)'Target 1'屬性”命令，就進(jìn)入目標(biāo)屬性設(shè)

20、置界面第九步：源程序的編譯與目標(biāo)文件的獲得。BihiLA twim Craijp LEi凹Xg Q wnM-h靜 B 2>u 潭 2 Ng Mj. M-ffiTH*. z. 3. RFH1 a.fT<T 5. u 訃mu Lnpuid ClUJ： CddM mu lifwfldi chaia: cad WUchrKE“業(yè)«na nimc4i dwii e4cwm hmc¥l <-h«E e4c 尊上*"# *fwr b 4iidB-h E tS-SHdCi"Fj41j 壬蟲.不母嚴(yán)while 1 Iii | bwtTcs &q

21、uot;'TAb*3> I Ou 他 曲皿曲* 11乂仇 OiAii I f /Si 皿臼的 h 幵:網(wǎng)TAba-4> i Cm&i ,葉此,Gx-4f , 0=04Oxiij dx5b i : / L LN L-i±ah H.R；碼 T«b3n2-1 gr 知葉件 Qw,比 0x3B. DxSi . Dx 口口 i rX/H« 1 LSI 的 H 用:州 Tvfc-sv 3-«i 5do* owGUins?i a »?«»a»31 j/.-L-y/zfli Tffi：Kbl m土u I

22、 (kfidli On£b. afT Onef . Ondl I jp .i*.dupuS>ujd E-acs e 1 T-»r>jc e 1'I JjilcdJiVii t t"COOiCiMv M-»SX*-Q CMC*】。*VTAft'E.! Tail IWT EM fXOft F *_ _ . 1XXOX j«j r Q H«XiX4 |iBj .由此生成了 .hex的文件才能夠在ISIS的軟件的制圖中運(yùn)行的2：對(duì)Proteus仿真軟件的應(yīng)用啟動(dòng)Proteus仿真軟件，在原有的制圖進(jìn)行修改，如圖:C

23、230pFU119C118XTAL29RST10uFnSENALEP1.0/T229381C3X112M30PFR1n1 1/T2EXP0.O/ADOF0.3/AD3F0.6/AD6F0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.4/A12P2.7/A15P3.0/RXDP3.4/T0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.4/AD4P0.5/AD5P2.2/A10P2.3/A11P2.5/A13P2.6/A14P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1該例數(shù)碼管的段選和位選均用單片機(jī)直接驅(qū) 實(shí)際應(yīng)用中建議段選用三極管或?qū)Ｓ眯酒?qū)構(gòu)建完成之后

24、，在AT89C52元件上雙擊鼠標(biāo)左鍵打開Edit component對(duì)話框。設(shè)置 Program File 為“動(dòng)態(tài)顯示hex ”,Clock Frequency 為 12MHZ。單擊 OK 按鈕關(guān)閉對(duì)話框。單擊仿真運(yùn)行開始按鈕，在沒有用鼠標(biāo)按下“ BUTTON ”鍵時(shí)，顯示如圖:5己 10 39CK3EFC, D=jTUTIjjS S -而按下BUTTON ”鍵時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)：HELLO LOVE ”字樣IHELL 口LDUEUaTVCC 1kx8I通過(guò)對(duì)原有的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示研究，以及對(duì)原有的硬件和軟件的改進(jìn)和重新 的設(shè)計(jì)、執(zhí)行，才使得新的設(shè)計(jì)方案得以成功的實(shí)施和實(shí)現(xiàn)。四：設(shè)計(jì)總結(jié)或設(shè)計(jì)體會(huì)課

25、程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛 煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程隨著科學(xué) 技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開發(fā) 技術(shù)是十分重要的。單片機(jī)作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大三開學(xué)初我對(duì)這門課并沒有什 么興趣，覺得那些程序枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的 努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。沒想到這項(xiàng)看起來(lái)不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在兩個(gè)星期后的今天我已明白課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)的意義， 它不僅僅是讓我們

26、把所學(xué)的理 論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團(tuán)結(jié)，雖然我們這次花去的時(shí)間比別人多， 但我相信我們得到的也 會(huì)更多!在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。 為 了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的， 同時(shí)也是必不 可少的。我們是在做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實(shí)際盡 情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想 永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)， 雖然過(guò)去 從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它們，但在學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高， 這是我 做這次課程設(shè)計(jì)的又