单片机数码管仿真设计.docx
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单片机数码管仿真设计
单片机数码管仿真设计
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1元器件介绍
1.1AT89C51
ＡT89C５１是５１系列单片机的一个型号,它是ATＭEL公司生产的。
AＴ89Ｃ５1是一个低电压，高性能CMOＳ ８位单片机,片内含8ｋbyｔes的可反复擦写的Flasｈ只读程序存储器和２5６ bytes的随机存取数据存储器（ＲAM），器件采用AＴMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MＣS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的ＡT89Ｃ52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
ＡT89C51有4０个引脚，３２个外部双向输入／输出（I/O）端口,同时内含２个外中断口，３个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线,ＡT８9C5１可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。
其将通用的微处理器和Fｌash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flasｈ存储器可有效地降低开发成本。
兼容ＭＣS51指令系统·8k可反复擦写（>1０００次）FｌasｈＲOM
·3２个双向I/O口· ２56x8ｂit内部RAM
·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率０-2４MHｚ
·2个串行中断 ·可编程UARＴ串行通道
·2个外部中断源·共6个中断源
·２个读写中断口线 ·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能
ＡT89C5１Ｐ为4０脚双列直插封装的8位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的８xｃ52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。
功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据ＲAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制，红外遥控信号ＩR的接收解码及与主板CＰＵ通信等。
主要管脚有：
ＸTAL１（19 脚）和XTAL２（１8脚）为振荡器输入输出端口,外接12MHz晶振。
RST/Vｐd（9脚）为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。
ＶＣC（４0 脚）和VSS（20脚）为供电端口,分别接+5Ｖ电源的正负端。
Ｐ0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中,P０端口（３2~39脚）被定义为N1功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13脚定义为IＲ输入端,10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接Ｎ1的SDAS（1８脚）和ＳCLS（1９脚）端口,12 脚、27脚及2８ 脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU 的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
1．2七段显示数码管
7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。
如果把7段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极，那共阴就是把abcｄｅfｇ这7个发光二极管的负极连接在一起并接地；它们的7个正极接到7段译码驱动电路７4LS48的相对应的驱动端上（也是ａｂｃｄｅfg）!
此时若显示数字１,那么译码驱动电路输出段bc为高电平,其他段扫描输出端为低电平,以此类推。
如果7段数码管是共阳显示电路，那就需要选用74LS47译码驱动集成电路。
共阳就是把abcdｅfg的7个发光二极管的正极连接在一起并接到5V电源上，其余的7个负极接到７４LS4７相应的aｂcdeｆg输出端上。
无论共阴共阳７段显示电路,都需要加限流电阻,否则通电后就把７段译码管烧坏了!
限流电阻的选取是：
5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上１0ｍa到１5ma得数即为限流电阻的值。
发光二极管的工作电压一般在１.8V--２.2Ｖ,为计算方便,通常选2V即可！
发光二极管的工作电流选取在10－20ma，电流选小了,7段数码管不太亮，选大了工作时间长了发光管易烧坏!
对于大功率7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数!
ﻫ图１.2-1七段数码管引脚图
数码管使用条件:
a、段及小数点上加限流电阻
ｂ、使用电压：
段:
根据发光颜色决定; 小数点：
根据发光颜色决定
c、使用电流：
静态:
总电流 ８0mA（每段10mA）；动态:
平均电流4-5mＡ 峰值电流100mA
上面这个只是七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的，4位数码管引脚图请在本站搜索我也提供了数码管使用注意事项说明：
1、数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角；
２、焊接温度：
260度;焊接时间:
5S
3、表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。
２KＥILC5１软件简介
２．1KEILC５１概述
KＥILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,但是界面是英文的好多初学者看很多教程都是一头雾水，本站特地制作了一个相对简单的教程。
他能能嵌入汇编语言保留了汇编代码高效，快速的特点。
KEＩLC51编译器的功能不断增强,使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品，其效率已经达到了相当搞的程度。
Ｃ5１已被完全集成到uVision２的集成开发环境中,这个集成开发环境包含:
编译器,汇编器,实时操作系统,项目管理器，调试器。
ｕVｉsion2IＤE可为它们提供单一而灵活的开发环境。
ﻫKｅil C51软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,ＰLM语言和 C语言的程序设计，界面友好,易学易用。
2.２ Kｅiｌ C５1软件的使用方法：
进入Keil C51 后,屏幕如下图所示。
几秒钟后出现编辑界
启动KeilC5１时的屏幕
进入ＫeilＣ5１后的编辑界面
简单程序的调试 学习程序设计语言、学习某种程序软件,最好的方法是直接操作实践。
下面通过简单的编程、调试,引导大家学习KeilC51软件的基本使用方法和基本的调试技巧。
１、建立一个新工程单击Ｐrojｅct菜单,在弹出的下拉菜单中选中NｅｗＰrojｅｃt选项
2、然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到C51目录里，工程文件的名字为C５1如下图所示，然后点击保存.
３、这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号，你可以根据你使用的单片机来选择,kｅilc５1几乎支持所有的51核的单片机,我这里还是以大家用的比较多的Atｍｅl的89C51来说明,如下图所示,选择８９C5１之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明，然后点击确定.
４、完成上一步骤后,屏幕如下图所示ﻫ
到现在为止,我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。
5、在下图中，单击“Filｅ”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项
新建文件后屏幕如下图所示
此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者建议首先保存该空白的文件,单击菜单上的“Filｅ”,在下拉菜单中选中“Ｓavｅ Aｓ”选项单击,屏幕如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中,键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。
注意，如果用C语言编写程序，则扩展名为（.ｃ）；如果用汇编语言编写程序,则扩展名必须为（.ａsｍ）。
然后,单击“保存”
按钮。
６、回到编辑界面后,单击“Tａrget1”前面的“＋”号,然后在“ＳｏurceGroup 1”上单击右键,弹出如下菜单
然后单击“Ａdd Group‘SｏuｒceＧｒoup1’”屏幕如下图所示
选中Ｔest．c,然后单击“Ａdd ”屏幕好下图所示ﻫ
ﻫ注意到“SoｕｒcｅGｒoｕｐ１”文件夹中多了一个子项“Texｔ1.ｃ”了吗？
子项的多少与所增加的源程序的多少相同
7）现在，请输入如下的C语言源程序:
#include<ｒeg5２．h> //包含文件
＃inclｕde ｖoid ｍａin（voiｄ） //主函数 {
SCON＝0ｘ５2;
TＭＯD=０ｘ２0;
TＨ1＝0ｘｆ３;
TＲ1=1; //此行及以上3行为PＲINTF函数所必须
ｐrintf（“HｅlloＩam KEIL.\n”）; ／／打印程序执行的信息
prｉntf（“Iwill beｙoｕｒｆｒiｅnｄ.\ｎ”）; ﻫｗhile
（1）; ﻫ}
在输入上述程序时，读者已经看到了事先保存待编辑的文件的好处了吧,即Keilｃ51会自动识别关键字,并以不同的颜色提示用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于提高编程效率。
程序输入完毕后,如下图所示
8、在上图中,单击“Ｐrojeｃt”菜单,再在下拉菜单中单击“Built Tarｇet”选项（或者使用快捷键F7），编译成功后,再单击“Projeｃt”菜单，在下拉菜单中单击“Sｔart/StopDebuｇ Sｅssｉoｎ”（或者使用快捷键Ｃtrl+Ｆ5）,屏幕如下所示：
９、调试程序:
在上图中,单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Gｏ”选项，（或者使用快捷键F5）,然后再单击“Dｅbuｇ”菜单，在下拉菜单中单击“StoｐＲｕnniｎｇ”选项（或者使用快捷键Esc）;再单击“Vｉｅw”菜单,再在下拉菜单中单击“ＳｅｒｉａｌWｉndows #1”选项,就可以看到程序运行后的结果，其结果如下图所示ﻫ
至此,我们在KｅilＣ51上做了一个完整工程的全过程。
但这只是纯软件的开发过程,如何使用程序下载器看一看程序运行的结果呢？
10、单击“Projeｃt”菜单，再在下拉菜单中单击
“
”在下图中,单击“Oｕtput”中单击“ＣreａteHEXＦｉlｅ”选项，使程序编译后产生HEX代码，供下载器软件使用。
把程序下载到AT89S51单片机中。
3C语言编程
3.1C语言简介
C语言是一种计算机程序设计语言。
它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。
它由美国贝尔研究所的Ｄ．M．Ritchie于1972年推出。
１978后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。
它可以作为工作系统设计语言,编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。
它的应用范围广泛,具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到Ｃ语言,适于编写系统软件，三维,二维图形和动画。
具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。
3.2特点
１. C是高级语言。
它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。
Ｃ 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。
2.C是结构式语言。
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。
这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。
C语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。
３．C语言功能齐全。
具有各种各样的数据类型,并引入了指针概念，可使程序效率更高。
而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大,可以实现决策目的的游戏。
４．C语言适用范围大。
适合于多种操作系统,如Wｉnｄows、DOＳ、UNIX等等;也适用于多种机型。
C语言对编写需要硬件进行操作的场合，明显优于其它高级语言，有一些大型应用软件也是用Ｃ语言编写的。
3．3仿真概述
ＰｒoteusISIＳ是英国Ｌaｂceｎtｅr公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPIＣE）各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:
①实现
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