基于单片机的6位led显示设计报告Word文档格式.docx
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2、掌握单片机循环程序、子程序的设计方法
3、掌握单片机与数码管的接口电路及显示程序设计
4、了解单片机查表程序的设计方法
ξ1.2设计内容：
利用单片机控制七段LED数码管显示“654321”6位数字
ξ1.3设计的组成：
1、
（1）晶体振荡器
2、复位电路
3、数码管
数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管
4、控制部分
ξ1.4设计的工作原理
（1）：
输入/输出口线
P0.0-P0.7P0口8位双向口线
P1.0-P1.7P1口8位双向口线
P2.0-P2.7P2口8位双向口线
P3.0-P3.7P3口8位双向口
本设计用到的是P0口和P2口
（2）：
地址锁存控制信号ALE
在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出地低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。
此外由于ALE是以1/6晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。
（3）：
外部程序存储器读选通信号PSEN
在外部ROM时PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。
（4）：
访问程序存储器控制信号EA
当EA信号为低电平时，对ROM的读操作是针对尾部程序存储器的；
而当EA信号为高电平时，对ROM的读操作时从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。
（5）：
复位信号RST
当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用于完成单片机的复位操作。
（6）：
外接晶体引线端XTAL1和XTAL2当使用芯片内部时钟时，XTAL1和XTAL2用于外接石英晶体谐振器和微调电容；
当使用外部时钟时，用于接入外部时钟脉冲信号
（7）：
地线Vss
（8）：
+5V电源Vcc
七段LED数码管是一种常用的数字显示原件，将a、b、c、d、e、f、g七只发光二极管做成条状，按图所示排列而成，除显示数字的七段之外还有一个小数点dp，实为八段显示。
通过七段发光段的不同组合，可以显示0~9、A~F灯数字和字符。
根据内部发光二极管的连接方式，可分为共阴极型与共阳极型两种。
（1）、共阳极连接如图所示，把发光二极管的阴极连在一起构成公共端COM，使用时公共端接地，这样阳极端输入高电平的端就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。
（2）、共阳极连接如图所示，把二极管的阳极连接在一起构成公共端COM。
使用时公共端接+5V。
这样阴极端输入低电平的端就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。
图一
单片机动作七段LED数码管显示数字，必须提供段选码。
段选码又称字形码，是a~g、dp八个电平的取值组合。
例如，采用共阴极连接，若要显示数字7，则a、b、c端接高电平，其余端接低电平。
七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计八段，因此可将单片机的一个8位并行口与七段LED数码管的八段对应相连（如P0.7~P0.0分别对应着八个笔画段dp、g~a），8位并行口输出不同的段选码，便可驱动数码管的不同段发光了，从而显示不同的数字。
用七段LED数码管显示十六进制数的字形码见表1
表一
字形
共阴极代码
共阳极代码
3FH
C0H
A
77H
88H
1
06H
F9H
B
7CH
83H
2
5BH
A4H
C
39H
C6H
3
4FH
B0H
D
5EH
A1H
4
66H
99H
E
79H
86H
5
6DH
92H
F
71H
8EH
6
7D
82H
P
73H
8CH
7
07H
F8H
_
40H
0BFH
8
7FH
80H
灭
00H
FFH
9
6FH
90H
ξ1.5硬件电路设计方案
ξ1.51硬件电路
七段LED数码管要正常显示，需用驱动电路来驱动七段LED数码管的各段码，从而显示我们要的数字。
根据七段LED数码管驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
1、静态显示驱动
静态驱动是指每个七段LED数码管的每一个段码都由一个单片机的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口端口多，如驱动6个七段LED数码管静态显示，则需要6×
8=48根I/O端口来驱动，而一个80C51系列单片机可用的I/O端口才32个！
实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
2、动态显示驱动
七段LED数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的显示方式之一，动态驱动是将所有七段LED数码管的8个显示笔画a、b、c、d、e、f、g、dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O端口控制，当单片机输出字形码时所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是哪个LED七段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，所以只要将需要显示的七段LED数码管的位选通控制打开，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数码管的COM端，就使各个七段LED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1~2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应，尽管各位七段LED数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
动态显示能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
图二为单片机控制6为七段LED数码管的动态显示电路
图二
考虑到所有的段电流居流过位选线，因此位驱动电路的驱动能力应为段驱动能力的8倍。
图中74HC245芯片的作用为段驱动，74HC245-1芯片的作用为位驱动。
1.5．2使用的几种芯片的介绍：
74hc245-74HC245芯片原理说明
总线收发器（bustransceiver），典型的CMOS型三态缓冲门电路。
由于单片机或CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。
另外，也可以使用74HC244等其他电路，74HC244比74HC245多了锁存器。
74HC245实物图:
74HC245
74hc245-引脚定义：
第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2~9脚“A”信号输入输出端，A1=B1、、、、、、A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”OE=“0”则A1输入B1输出，其它类同。
如果DIR=“0”OE=“0”则B1输入A1输出，其它类同。
第11~18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。
第19脚OE，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。
第10脚GND，电源地。
第20脚VCC，电源正极。
TRUTHTABLE真值表
ControlInputs控制输入
Operation运行
G
DIR
L
B数据到A总线
H
A数据到B总线
X
隔开
H=高电平L=低电平×
=不定
AbsoluteMaximumRatings绝对最大额定值
SupplyVoltage电源电压（VCC）
-0.5to-7.0V
DCInputVoltageDIRandGpins（VIN）直流输入电压方向和G引脚（输入电压）
-1.5toVCC-1.5V
DCInput/OutputVoltage（VIN,VOUT）直流输入/输出电压
-0.5toVCC-0.5V
ClampDiodeCurrent钳位二极管电流（ICD）
±
20mA
DCOutputCurrent直流输出电流，每个引脚（输出）
35mA
DCVCCorGNDCurrent,perpin（ICC）
70mA
StorageTemperatureRange储存温度范围（TSTG）
-65℃to-150℃
PowerDissipation（PD）功耗
（Note3）
600mW
S.O.Packageonly
500mW
LeadTemperature（TL）（Soldering10seconds）
260℃
74hc245-74HC245的作用：
信号功率放大。
第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2～9脚“A”信号输入输出端，A1=B1﹑﹑﹑﹑﹑﹑A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其它类同。
如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其它类同。
第11～18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不在描述。
第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用第10脚GND，电源地。
第20脚VCC，电源正极。
AT89C51：
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
现在AT89S51/52已经取代了AT89C51/52。
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