南邮设计报告基于8155的8LED显示串口通信机设计.docx

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南邮设计报告基于8155的8LED显示串口通信机设计

课程设计实验报告

实验题目：

基于8255的LCD温度显示设计

学院：

通信工程

专业：

学号：

姓名：

指导老师：

第一部分实验目的及要求

1.实验目的

本课程设计是在理论课程的基础上，重点培养学生的动手能力，通过理论计算、实际编程、调试、测试、分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作，为下一部结合实际的硬件系统设计准备条件。

2.实验基本要求：

根据提供的参考工程，在proteus平台自己重新画出实验所需要的电气原理图，并在此基础上编写相对应的程序，实现其功能，学习proteus软件的使用，其中包括原理图器件的选取、原理图的电气连接、程序的编写编译以及运行，并能查出其错误等。

第二部分实验工具及实验器件

1.Proteus7.5以及Keil4软件的使用

Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。

在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：

*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

而*.HEX文件则由Keil软件编译后生成。

Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。

Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。

运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。

掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件，而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。

有了proteus和keil软件我们就需要在这两个软件中建立我们所需要的工程进行实验，具体步骤如下：

第一步：

在Keil4中建立一个新的工程，命名为“软件实验”，如图2-1。

图2-1

第二步：

选择使用的单片机芯片，我们选择ATMEL公司生产的89C51，如图2-2。

图2-2

第三步：

将新创建的.c文件添加到Target1中，如图2-3。

图2-3

这样我们就可以在keil4的环境下对单片机的程序进行编译和运行了。

2.51单片机AT89C51

51单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。

该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。

目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。

51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。

需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。

当前常用的51系列单片机主要产品有：

*Intel的：

80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

*ATMEL的：

89C51、89C52、89C2051等；

89C51单片机的内部结构为：

　　单一+5V电源供电；

　　CPU：

由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；

　　RAM：

用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；

　　ROM：

用以存放程序、一些原始数据和表格；

　　I/O口：

四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；

　　T/C：

两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；

　　五个中断源的中断控制系统；

　　一对全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；

　　片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。

最高振荡频率为12M。

3.RS-232电平转换芯片MAX232

第一部分是电荷泵电路。

由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。

功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。

其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。

8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。

15脚GND、16脚VCC（+5v）。

完成连接之后的电路图如图2-4所示。

图2-4

11和12口分别连接51单片机的RxD（P3.0）、TxD（P3.1）。

4.三态输出的8D透明锁存器74HC373

74HC373的输出端Q0~Q7可直接与总线相连。

当三态允许控制端OE为低电平时，Q0~Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

当OE为高电平时，Q0~Q7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端LE为高电平时，Q随数据D而变。

当LE为低电平时，Q被锁存在已建立的数据电平。

5.二线制I2CCMOS串行EEPROM24C08

6.8255引脚以及功能。

采用8255A扩展并行I/O口

一、8255A的内部结构

》三口、两組概念

》与外设接口的引脚：

最多可以接3个外设

》与三总线接U的引脚：

1）与CB接口的脚：

RD.WR.RESETS

2）与AB接口的脚：

来0时选屮本片，然后A1A0选中的寄存器

00PA

11PB

00PC

11控制口

3）与DB接U的脚

7.LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca

7SEG-MPX8-CA八个共阳二极管显示器12345678是阳公共端

图三LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

（1）静态显示驱动：

静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都有个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5*8=40跟I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时需要增加译码驱动进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

（2）动态显示驱动：

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的八个显示比划“a,b,c,d,e,f,g,h”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I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接受到相同的字形码，但究竟是哪个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，所以我们只要将需要显示的数码管的选通恐慌只打开，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个数码管的COM端，就使各个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辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就使一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

第三部分实验原理图及程序代码

1.硬件部分电路设计

电路图如图：

2.软件部分设计

这部分的程序如下：

#include

#include

#include

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#definepaXBYTE[0x0001]//定义8155口地址

#definepbXBYTE[0x0002]

#definecontrol8155XBYTE[0x0000]

sbitSCK=P1^0;

sbitSDA=P1^1;

sbitE=P3^7;

sbitSEND=P3^1;

sbitREV=P3^0;

sbitK1=P3^2;

sbitK2=P3^3;

sbitK3=P2^3;

uchartable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0123456789存码表

ucharpos[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//位选，选中数码管

dataunsignedcharstr1[16]={"Starting...."};

dataunsignedcharstr2[16]={"Recieved:

"};

dataunsignedcharsend[16]={"testnumber"};

uchartemp;

inti;

voiddelay（unsignedintt）

{

unsignedinti,j;

for（i=0;i

for（j=0;j<10;j++）

;

}

voiddelayXus（ucharx）//微秒延时

{

while（--x）;

}

voiddelayXms（ucharx）//毫秒延时

{

uchari;

while（x--）

{

for（i=250;i>0;i--）

{

;

}

}

}

voidstart（）

{

SDA=1;

delay（3）;

SCK=1;

delay（3）;

SDA=0;

delay（3）;

SCK=0;

delay（3）;

}

voidstop（）

{

SDA=0;

delay（3）;

SCK=1;

delay（3）;