南邮设计报告基于8155的8LED显示串口通信机设计.docx

1、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

2、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.Proteus 7.5以及Keil 4软件的使用Proteus软件是英国Labcenter electronics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

3、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

4、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

5、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Target 1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AT89C5151单片机是对目前所有兼容Intel 8031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,

6、后来随着Flash rom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

7、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

8、、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、R2O

9、UT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2-411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74HC37374HC373 的输出端 Q0Q7可直接与总线相连。 当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，Q0Q7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I2C CMOS串行EEPRO

10、M 24C086.8255引脚以及功能。采用8255 A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. RESETS2)与AB接口的脚：来0时选屮本片，然后 A1A0选中的寄存器 0 0 PA1 1 PB0 0 PC1 1 控制口3)与DB接U的脚7.LED液晶显示器件7seg-mpx8-ca7SEG-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

11、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,

12、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12ms，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

13、，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 #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define pa XBYTE0x0001 /定义8155口地址#define pb XBYTE0x0002#define control8155 XBYTE0x0000sbit SCK=P10;sbit SDA=P11;sbit E=P37;

14、sbit SEND=P31;sbit REV=P30;sbit K1=P32;sbit K2=P33;sbit K3=P23;uchar table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f ;/0123456789存码表uchar pos8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; /位选，选中数码管 data unsigned char str116=Starting.;data unsigned char str216=Recieved:;data unsigned char send16=

15、test number;uchar temp;int i;void delay(unsigned int t) unsigned int i,j; for(i=0;it;i+) for(j=0;j0;i-) ; void start () SDA=1; delay(3); SCK=1; delay(3); SDA=0; delay(3); SCK=0; delay(3);void stop () SDA=0; delay(3); SCK=1; delay(3); SDA=1; delay(3);void U4_init() SCK=1; delay(3); SDA=1; delay(3);vo

16、id responds() uchar i; i=0; SCK=1; SDA=1; delay(3); while(SDA=1&i250) i+; SCK=0; delay(3);void write_dat (uchar dat) /写一个字节 uchar i,temp; temp=dat; for(i=0;i8;i+) temp=temp1; SDA=CY; delay(3); SCK=1; delay(50); SCK=0; void write(uchar add,uchar dat) / 写一个字节dat到地址add start(); write_dat(0xa0); respond

17、s(); write_dat(add); responds(); write_dat(dat); responds(); stop();uchar read_dat () /读一个字节 uchar a,r,temp; SDA=1; /接收前记得释放数据线，即拉高sda。 delay(3); for(a=0;a8;a+) /循环八次以此接收一字节数据 SCK=1; /sck置高，使接收数据稳定。 delay(3); r=r1; /接收数据处理，存入i2c_r变量中。 temp=SDA; r=r|temp; SCK=0; /sck置低，准备接受下个数据位。 delay(3); return r;u

18、char read (uchar add) /从地址add中读取一个字节 uchar dat; start(); write_dat(0xa0); responds(); write_dat(add); responds(); start(); write_dat(0xa1); responds(); dat=read_dat(); delayXus(2); stop(); return dat; void writedata()uchar i;uchar str8=0xf9,0xa4,0xb0,0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0xc0;for(i=0;i8;i+)write(i,st

19、ri); str0=0xa4;str1=0xb0;str2=0x99;str3=0xf9;str4=0xa4;str5=0xb0;str6=0x99;str7=0xf9;for(i=8;i16;i+)write(i,stri-8);str0=0x4f;str1=0x5b;str2=0x4f;str3=0x66;str4=0x66;str5=0x4f;str6=0x5b;str7=0x06;for(i=16;i24;i+)write(i,stri-16);str0=0x99;str1=0x92;str2=0x82;str3=0xb0;str4=0x99;str5=0x92;str6=0x82;s

20、tr7=0xb0;for(i=24;i32;i+)write(i,stri-24);str0=0x92;str1=0x82;str2=0xf8;str3=0x99;str4=0x92;str5=0x82;str6=0xf8;str7=0x99;for(i=32;i40;i+)write(i,stri-32);str0=0x82;str1=0xf8;str2=0x80;str3=0x92;str4=0x82;str5=0xf8;str6=0x80;str7=0x92;for(i=40;i48;i+)write(i,stri-40);str0=0xf8;str1=0x80;str2=0x90;st

21、r3=0x82;str4=0xf8;str5=0x80;str6=0x90;str7=0x82;for(i=48;i56;i+)write(i,stri-48);str0=0x80;str1=0x90;str2=0xc0;str3=0xf8;str4=0x80;str5=0x90;str6=0xc0;str7=0xf8;for(i=56;i64;i+)write(i,stri-56);str0=0x90;str1=0xc0;str2=0x88;str3=0x80;str4=0x90;str5=0xc0;str6=0x88;str7=0x80;for(i=64;i72;i+)write(i,st

22、ri-64);str0=0xc0;str1=0x88;str2=0x83;str3=0x90;str4=0xc0;str5=0x88;str6=0x83;str7=0x90;for(i=72;i80;i+)write(i,stri-72);void send_char(uchar temp1)SBUF=temp1;while(!TI);TI=0;void MAX232_init()TMOD=0x20;TH1=252;TL1=252;TR1=1;PCON=0x80;SCON=0x50;void main()int i,j,set;char b,t;uchar word16,recv8;U4_in

23、it();writedata();delay(50);set=0;while(1)control8155=0x03;for(i=0;i10)set=0;MAX232_init();while(!K2);control8155=0x03; delay(30); switch(set)case 1: for(i=0;i8;i+) sendi=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); while(K3) /show for(i=0;i8;

24、i+) pa=posi; pb=sendi; delay(5); delay(5);delay(5);while(!K3);pa=0x00;pb=0xff;break;break;case 2: for(i=8;i16;i+) sendi-8=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 3: for(i=16;i24;i+) sendi-16=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(s

25、endi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 4:for(i=24;i32;i+) sendi-24=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 5: for(i=32;i40;i+) sendi-32=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50

26、); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 6:for(i=40;i48;i+) sendi-40=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 7: for(i=48;i56;i+) sendi-48=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 8:for(i=56;i64;i+) sendi-56=read(i); for(i=0;i8;i+) send_char(sendi); delay(50); if(RI=1) RI=0; temp=SBUF; recvi=temp; delay(100); break;case 9:for(