一共阴极数码管.docx

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一共阴极数码管

单片机控制工程实践实训指导书

辽宁机电职业技术学院和丹东思凯电子发展有限公司

合作编写

自动焊接生产线安装调试

一、实习目的

培养学生单片机工程实践的综合应用能力，提高学生的实际动手操作能力，养成学生的工程道德观念，建立工程敬业精神和团队合作精神。

通过此实践环节，使学生了解在实际生产过程中工作状态，实现与就业岗位零距离接触。

为毕业后从事相关行业做好准备。

二、原理图见附录

三、实习内容

1、原理线路设计：

通过本训练使学生掌握自动生产线的组成部分，能够进行单片机、逻辑器件以及气动元件的选型。

2、功能要求：

具有焊接生产线的基本功能，能够将工件按要求移动到指定位置、旋转、释放后进行焊接操作。

3、设计调试过程要求：

首先设计完成原理电路图和气路图，然后进行电路板焊接、气动元件的安装，再编程调试。

要求：

先分析其电路、气路原理图。

进行设计。

然后编写简单控制程序，控制将工件移动。

然后编写人机交互程序、报警程序等。

最后完成自动焊接生产线调试。

采用循序渐进的“项目教学方法”，以得到最佳的教学效果。

四、实习设备

实验板，仿真器，计算机

五、实习步骤

1、熟悉控制板工作原理；

2、设计数码显示子程序；

3、设计自动控制程序；

4、设计键盘管理程序；

5、将各子程序连接并调试主程序。

六、预习要求

1、复习键盘、显示等设计方面知识；

2、理解整个系统软、硬件的工作原理；

3、编写实习主程序和各子程序参考流程图。

七、实习程序参考框图

第二部分硬件知识

共阴极数码管

LED显示器是由发光二极管作为为显示字段的数码显示器件，图1为一位LED显示器的外形和引脚图，其中七只发光二极管（a~g七段）构成字型“8”，另外还有一只发光二极管dp作为小数点。

当显示器的某一段发光二极管通电时，该段发光，例如，使b、c、f、g这4段发光二极管通电，则显示字符“4”。

数码管外形和引脚：

见图1。

gfGNDab

109876

12345

edGNDcdp

图1外形和引脚

共阴极结构：

LED显示器有共阴极和共阳极两种结构，下面只介绍共阴极结构。

见图2，在共阴极结构中，各段发光二极管的阴极连在一起，将此公共点接地，某一段发光二极管的阴极为高电平时，该段发光。

共阴极字段码：

LED显示0～9某个字符时，则要求在a～dp送固定的字段码，如要使LED显示“0”,则要求a、b、c、d、f各引脚为高电平，g和dp为低电平，字段码为“3fh”。

dpgfedcba

001111113fh

共阴极字符0～9七段码如下：

字符：

0123456789

字段码：

3fh06h5bh4fh66h6dh7dh07h7fh6fh

a

b

c

d

e

f

g

dp

图2共阴极结构

限流电阻R计算：

普通的LED的平均电流工作为3mA左右（高亮度型为1mA），LED压降如果按计算，则

R=U/I=/=1100（Ω）

+5V

R

图3LED接线图

七段译码4511

CD4511是七段码十六进制锁存译码驱动芯片，它能将四位二进制数编码转换为七段LED显示器的字段码，同时具有锁存和驱动能力。

4511管脚配置：

见图4。

A、B、C、D—BCD码输入端。

LE—锁存允许端。

当LE=0时，4位BCD码进入锁存器，当LE=1时，输入的数据被锁存。

LT和BI的功能见CD4511的真值表。

a～g—七段码输出端。

图5CD4511逻辑图

图6CD4511内部驱动结构

CD4511真值表：

CD4511驱动数码管显示符号形状：

图7符号形状

或门74LS32

74LS32是四2输入端或门。

或门的逻辑：

输入端有高电平输入时，则输出端有高电平输出。

输入端全部输入低电平时，则输出端才有低电平输出。

根据或门的工作原理，输入端未使用的管脚必须全部接地，输入端使用的管脚最好对地接上3K的电阻。

74LS32系列逻辑门工作电压：

Vcc=5V；

IL小于15mA；

IH小于1mA。

74LS32管脚配置：

见图8。

图874LS32管脚配置

74LS32真值表：

见图9。

图974LS32真值表

74LS32逻辑图：

见图10。

图1074LS32逻辑图

74LS32内部结构：

见图11。

图1174LS32内部结构

三态门74LS244

LS244是8位三态门电路，无锁存功能，8个三态门分为两组，每组4个。

LS244管脚配置及使能：

见图12～13图。

图1274LS244内部结构

图1374LS244管脚使能

LS244真值表：

见图14。

图1474LS244真值表

三态门74LS240

LS240是8位三态门电路，无锁存功能，8个三态门分为两组，每组4个。

LS244管脚配置及使能：

见图15～16图。

图1574LS240内部结构

图1674LS240管脚使能

LS240真值表：

见图17。

图1774LS240真值表

74LS244（LS240）管脚、输入和输出内部电路结构：

见图18。

图1874LS244（LS240）管脚及内部部分结构

电源电压：

5V；

电流：

I小于26mA。

时基集成电路555

常见的数字或摸拟集成电路型号的阿拉伯数字，仅表示其编号。

而555的3个5则表示该集成基片上的基准电压电路是由三个误差极小的5K电阻组成。

管脚配置：

见图19。

图19555管脚配置

1.地，2.触发，3.输出，4复位，5.控制电压，6.阀值电压，7.放电，8.电源

555等效功能电路：

见图20。

555引出端真值表：

2（TRIG）

6（THRES）

4（RESET）

3（OUT）

≤1/3VDD

*

>

1

≥2/3VDD

≥2/3VDD

>

0

≥1/3VDD

≤1/3VDD

>

保持

*

*

<

0

电源电压：

小于18V；

电流：

IL小于200mA。

三端稳压器78系列

器件外型：

见图21

管脚配置：

见图22

典型应用：

见图23

图21器件外形

图22管脚配置

INPUT：

输入，GND：

地，OUTPUT：

输出，1．输入，2.输出，3.地

参数：

输出最大电流：

（TO-220，TO-220FP，DPAK），7A（TO-3）。

输出电压：

5V，，6V，8V，，9V，12V，15V，18V，24V。

输入最大电压：

35V（VO=5to18V），40V（VO=20,24V）。

图23典型应用

AT89c51

AT89C51的指令系统与MSC—51系列的指令系统完全兼容。

AT89C51的管脚与MSC—51中的80C31产品完全兼容，片内有程序存储器，AT89C51的片内采用闪速存储，可重复编程1000次以上，数据保持10年，三级加密。

管脚配置：

见图24。

图24管脚配置

特性：

工作温度：

-55°Cto+125°C；

储藏温度：

-65°Cto+150°C；

工作电压:

VCC=；

最大工作电压：

VCC=；

直流输出电流:

mA。

ULN2003七重达林顿反相驱动器

电源电压：

不大于50V；

电流：

小于500mA。

管脚配置：

见图25。

图25管脚配置

内部部分结构：

见图26。

图26内部部分结构

第三部分实训要求

一纪律要求

1学生在实场所严格按照学校的作息时间，出现迟到、早退、旷课情况，平时成绩扣10分。

2在实习场所打闹、大声喧哗、玩游戏等违纪情况，指导老师有权将其清出实习场所，平时成绩扣20分。

3在实习场所不允许吃小食品品、乱扔东西。

每天要排值日生清扫实习场所。

二设备要求

1在实习期间，每组学生有义务保存好自己设备，如有损坏，学生应按价赔偿。

2在实习期间，不允许乱串座位及设备。

三实训要求

1了解硬件工作原理；

2熟悉单片机各种指令；

3会写流程图及编程；

4程序整体调试；

5书写实习报告。

（内容要求：

实习目的气动仓储机械手的工作原理流程图程序体会）

四时间安排

第一周：

1周一了解硬件工作原理及机械手的工作原理；

2周二至周三显示程序；

3周四至周五自动控制程序；

第二周：

1周一至周三键盘管理程序；

3周四程序整体调试；

4周五答辩。

第四部分实习考核

一平时考核

根据学生平时表现及课题完成进度情况打分，占总成绩20%。

二实践考核

根据指令应用，程序编写及调试情况打分，占总成绩50%。

三答辩考核

主要以答辩形式，考核理论知识的实践应用情况，占总成绩20%。

四实习报告

根据实习报告完成情况打分，占总成绩10%。

第五部分参考框图

1、键盘管理程序参考框图

口为功能键

口为移位键

口为修改加1键

图1键管理程序参考框图

Y

Y

开始

置P2口为输入口

有键闭合？

否？

调两次显示

有键闭合？

否？

=0?

=0?

=0?

修改键功能子程序

移位键功能子程序

修改加1键功能子程序

N

N

N

N

Y

Y

Y

Y

N

返回

2、键功能程序参考框图

功能键：

通过该键使程序运行在修改参数状态，按一次该键程序进入修该状态，再按一次则退出修改状态。

设立标志位（GN）,该位为1为修改状态，该位为0退出修改状态。

参考框图如下图2：

键释放？

开始

调显示子程序

是修改状态？

（YW）+1→YW

（YW）=5?

#01H→YW

返回到键管理程序

N

Y

Y

N

Y

N

移位键：

通过该键确定对某显示单元进行修改，按一次转换一个单元。

设立标志位（YW）具体规定如下：

（YW）=01H，表示修改右起第一位数码管显示单元内容；（YW）=02H，表示修改右起第二位数码管显示单元内容；依此类推，通过该键可修改四位数码管显示单元内容。

该键只有在修改状态（GN）=1时，该键功能有效。

参考框图如下图3：

修改加1键：

通过该键分别对四位显示单元进行加1修改，具体规定如下：

当（YW）=01H时，修改右起第一位数码管显示单元内容；（YW）=02H，修改右起第二位数码管显示单元内容；依此类推，通过该键可修改四位数码管显示单元内容。

该键只有在修改状态（GN）=1时，该键功能有效。

设四位显示单元分别为（左起）：

WW（40H），XX（41H），YY（42H），ZZ（43H）。

N

（ZZ）+1→（ZZ）

开始

调显示子程序

键释放了？

（YW）=#01H?

是修改状态？

Y

N

N

Y

（YW）=#02H?

（XX）+1→（XX）

返回到键管理程序

N

Y

N

Y

（YW）=#03H?

N

Y

（YY）+1→（YY）

装显示字子程序

Y

Y

（WW）+1→（WW）

参考框图如下图4：

3、装显示字子程序参考框图

设显示缓冲区为30H~33H，每个单元内容分为两部份，低四位为位选内容，高四位为段码内容。

四位数码管（左起）位选代码分别为：

07H，0BH，0DH，0EH,分别存在50H~53H。

参考框图如下图5：

显示子程序参考框图

图6显示子程序参考框图

开始

初始化：

0FFH→P1口

显示缓冲区首址30H→R0

设R7计数指针（04H）

A→P1

（@R0）→A

（R0）+1→R0

（R7）-1=0？

返回

N

Y

参考框图如下图8：

3、闪烁子程序参考框图

该程序的功能是在系统处于修改状态时，对应的修改单元LED数码管处于闪烁状态。

该程序中设SJD为闪烁计数单元，SBW为闪烁标志位。

参考框图如下图10：

第六部分功能说明

:

控制步进电机的使能端

：

控制步进电机的转动方向端

：

控制机械手的第一个气缸运动

：

控制机械手的第二个气缸运动

：

控制机械手的第三个气缸运动

：

控制机械手的第四个气缸运动

：

控制状态指示灯