用單片機實現(xiàn)1位LED數(shù)碼管顯示09

1、單片機課程設計 題 目1位LED數(shù)碼管顯示0-9姓 名 陳 益 明 學 號 班 級 09電力 指導老師 許麗 汪厚新 目錄一：實驗目的與任務二：實驗要求三:實驗內容.四：實驗器材五：關于PLC控制LED介紹.六：原理圖繪制說明七：流程圖繪制以及說明八：電路原理圖與仿真九：源程序十：心得體會十一：參考文獻一、 實驗與任務結合實際情況，編程設計、布線、程序調試、檢查與運行，完成一個與接近實際工程項目的課題，以培養(yǎng)學生的實際操作能力，適應生產一線工作的需要。做到能檢查出錯誤，熟練解決問題；對設備進行全面維修。通過實訓對PLC的組成、工作原理、現(xiàn)場調試以及基于網(wǎng)絡化工作模式的基本配置與應用等有一個一系

2、列的認識和提高。利用51單片機、1個獨立按鍵及1位7段數(shù)碼管等器件，設計一個單片機輸入顯示系統(tǒng)，要求每按一下獨立按鍵數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)加1（數(shù)碼管初始值設為0，計到9后再加1 ，則數(shù)碼管顯示0）。本次設計采用12MHz的晶體振蕩器為單片機提供振蕩周期，外加獨立按鍵，復位電路和顯示電路組成。二、 實驗要求1掌握可編程序控制器技術應用過程中的一些基本技能。2、鞏固、加深已學的理論知識。3了解可編程控制器的裝備、調試的全過程。4、培養(yǎng)我們綜合運用所學的理論知識和基本技能的能力，尤其是培養(yǎng)我們把理論和實際結合起來分析和解決問題的能力。適應世界生產的需要。培養(yǎng)出一批既有理論知識又有動手能力的人才。三、 實驗

3、內容1、練習設計、連接、調試控制電路；2、學習PLC程序編程；四、元器件清單元件標號元件名稱所在庫AT89C5151單片機MCS805174HC245數(shù)據(jù)緩沖器74HC7SEG7段數(shù)碼管DISPLAYRES電阻DEVICEBUTTON按鍵ACTIVECAP電容DEVICECRYSTAL晶振DEVICE五、關于PLC控制LED介紹：PLC可編程控制器：它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算數(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。用PLC控制LED直接進行數(shù)據(jù)顯示，可以降低成本，使得數(shù)據(jù)顯示直觀。傳統(tǒng)數(shù)顯有兩種

4、方法：1、由PLC編制程序進行譯碼，來控制顯示a-g段；2、利用譯碼組合電路產生a-g各段譯碼信號實現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示。前一種方法邏輯譯碼關系復雜，后一種方法譯碼電路冗長，都不利于顯示的實現(xiàn)。傳統(tǒng)數(shù)顯邏輯譯碼關系復雜,而用PLC的位組合元件和譯碼功能指令方法來實現(xiàn)LED數(shù)顯.前一種方法將表示十進制數(shù)的4位BCD碼的位元件成組使用,形成位組合元件數(shù)顯;后一種方法用7段譯碼指令把指定元件的低4位對應的十六進制數(shù)譯碼后,驅動數(shù)顯.這兩種方法邏輯簡單,易于理解,便于實現(xiàn)。設計任務：LED數(shù)碼管顯示：0到9六、原理圖繪制說明本次設計主要用到單片機AT89C51、晶振時序電路。AT89C51是一種帶4KB

5、閃爍可編程可擦出只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微處理器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案，AT89C51的管腳分配，如圖1：圖1 AT89C51芯片及管腳圖AT89C51單片機主要由4個輸入輸出端口（P0口、P1口、P2口、P3口）及個控制引腳組成的，本次設計用到P1、P2的部分引腳，及18、19腳外接晶振電容為單片機提供時鐘，9管腳為復位引腳，外接復位電路。晶振時序

6、電路：XTAL1和XTAL2分別為片內反相放大器的輸入和輸出端，當單片機采用外部時鐘信號時，前者接地，后者引入外部輸入信號，本次設計采用12M的石英晶體振蕩器為單片機提供時鐘，如圖2：圖2 AT89C51的晶振時序電路圖本次設計的原理圖是在PROTEUS ISIS中繪制的，其工作界面分為原理圖編輯窗口（Editing window）、預覽窗口（Overview window）和工具欄。1、新建*.dsn打開繪圖界面后，首先新建一個繪圖文件，選擇“【文件】【新建設計】”，并保存成.dsn型文件。2、繪制原理圖（1）添加元器件：元件拾取共有兩種辦法，一種是按類別查找和拾取元件，另一種是直接查找和拾

7、取元件。我采用的是前一種方法，元件通常以其英文名稱或器件代號在庫中存放。我們在取一個元件時，首先要清楚它屬于哪一大類，然后還要知道它歸屬哪一子類，這樣就縮小了查找范圍，然后在子類所列出的元件中逐個查找，根據(jù)顯示的元件符號、參數(shù)來判斷是否找到了所需要的元件。雙擊找到的元件名，該元件便拾取到編輯界面中了。右側列表中自上而下分別為元件圖形和元件封裝。具體如圖3所示：圖3 分類拾取元件示意圖（2）元件的放置在原理圖編輯區(qū)的藍色方框內，單擊鼠標左鍵即完成元件的釋放。具體如圖4所示： 圖4 元件的放置示意圖（3）電路連線PROTEUS的連線是非常智能的，它會判斷你下一步的操作是否想連線從而自動連線，而不需

8、要選擇連線的操作，只需用鼠標左鍵單擊編輯區(qū)元件的一個端點拖動到要連接的另外一個元件的端點，先松開左鍵后再單擊鼠標左鍵，即完成一根連線。如果要刪除一根連線，右鍵雙擊連線即可。根據(jù)設計完成連線后即可得到完整的電路原理圖，具體如圖5：:圖5 連線后的完整電路原理圖 七、流程圖繪制以及說明主程序設計說明主程序主要分為四部分，包括復位電路部分、獨立按鍵的判別部分、單片機控制主程序部分和譯碼顯示部分，模塊流程圖如圖6所示： 結束返回重新檢測按鍵將單片機處理的數(shù)據(jù)進行顯示單片機主控制電路向單片機申請顯示0計數(shù)加1，向單片機申請顯示該數(shù)值。Y是否按鍵？開始N 圖6 主程序流程圖八、電路原理圖與仿真1、Hex文

9、件的導入過程在仿真前，須先在KEIL4中生成.HEX文件。編譯完源程序并且沒有錯誤后，選擇“Project-Options for Target Target1-Output”,在“Create HEX File”前面的空挑勾，再“確定”，即可生成HEX文件，如圖7所示：圖7 生成HEX文件示意圖在進入PROTEUS ISIS中，雙擊AT89C51芯片，出現(xiàn)如圖8所示的對話框。在“Program File”一項中查找“seg.hex”文件的路徑并加上該文件即可開始仿真，如圖8所示：圖8 keil的seg.hex文件載入單片機的示意圖2.在導入hex文件后，便可運行該設計系統(tǒng)，打開仿真開關，顯示

10、如圖 九源程序清單 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH SJMP T0_ISR ORG 0030HMAIN:CLR A MOV PTRD , #TABLE MOVC A ,A+DPTR MOV P0 , A MOV TMOR,#01H MOV TH 0,#0D8H MOV Tl0,#0EFH SETB ET0 SETB EA SETB TR0PD: CJNE R0,#100,$ INC DPTR CLR A MOVC A ,A+DPTR CJNE A ,#00H,AAA MOVDPTR,#TABLE ;如果花樣數(shù)據(jù)完應重新循環(huán) CLR A MOVC A,A+DPTRAA

11、A: MOV P0,A MOV R0,#00H SJMP PDT0_ISR: CLR TR0 MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0EFH INC R0 SETB TR0 RETITABLE:DB 3FH,06H,5BH 4FH,66H,6DH 7DH 07h,7FH,6FH,00HEND十心得體會：實驗體會：本次設計主要是針對剛剛學過的單片機知識，用匯編語言在KEIL4中編程，在PROTEUS中繪制原理圖并進行仿真，通過對這兩個軟件的學習，了解了其功能的強大，掌握了AT89C51的內部結構及工作原理，對于我們以后的學習和實踐有很大的指導意義。這次課程設計使我在學習新知識的同時，還鍛

12、煉了我的意志品質，當調試程序出現(xiàn)錯誤時，并沒有使我灰心，讓我放棄，而是通過自己不懈的努力，弄懂了每一部分知識。因此，本次課設對我以后無論是學習還是工作，都有著較大的幫助。通過這次課程設計，使我意識到了課本上的知識遠遠不能滿足當今社會的需要，讓我知道了未來學習知識要更加注重實踐與實用。合理化建議：以后應增加類似本次課設的實踐活動，同時應將軟件實踐活動，貫穿到整個學期之中，使得學到的軟件都能更好、更多的應用到實踐當中去。在現(xiàn)如今高速發(fā)展的電子領域中，大部分工作都不是一個人所能完成的，因此，團隊合作尤其重要，因此希望在以后的實踐中能夠增加些團隊合作的項目與課題。十一參考文獻：【1】郁漢琪主編. 數(shù)字電子技術實驗及課題設計. 北京:高等教育出版社，1997【2】 高欽和. 可編程控制器