单片机点阵毕业课程设计.docx

1、单片机点阵毕业课程设计（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）1 课题名称, 1 2设计任务及要求3工作原理3.2 89SC51的引脚及相关功能 .3 4方案选择4.1方案一 44.2 方案二 .55设计与仿真.65.1软硬件设计5.1.1硬件设计 5.1.2软件设计 75.2绘制电路图及印刷板图 .115.3计算机仿真 .11146课设总结147参考文献1课题名称LED点阵显示器设计2设计任务及要求1、掌握LED显示屏控制系统的显示原理，学习LED点阵显示 数字和字符的编程方法。2 、结合微机原理、单片机技术知识，查阅有关资料，设计一 个以单片机为核心的LED点阵显示器系统，采用点

2、阵 LED作为显 示器显示0-9及其它字符（例如显示X）。3工作原理3.1阵屏原理电流是640mA总电压是1.8V，总功率为1152mW/动态时取决与扫描频率（18s或116s）,单点瞬间电流可达80160mA点阵内部结构及外形如上，8X8点阵共由64个发光二极管组 成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应 的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮；如 要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点 就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而（13、3、 4、10、& 11、15、16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点 亮；如要将第一列点亮，则

3、第13脚接低电平，而（9、14、& 12、 1、7、2、5）接高电平，那么第一列就会点亮 。表1 8*8 LED点阵管脚分布1控制第五行显示接咼9控制第一仃显示接咼2控制第七行显示:接咼10控制第四列显示接低3控制第二列显示接低11控制第六列显示接低4控制第三列显示接低12控制第四行显示接咼5控制第八行显示接咼13控制第一列显示接低6控制第五列显示接低14控制第二行显示:接咼:7控制第八仃显示接咼15控制第七列显示接低8控制第三行显示接咼16控制第八列显示接低3.2 89SC51的引脚及相关功能40个引脚按引脚功能大致可分为 4个种类：电源、时钟、控制和10引脚。如右图1.） 电源：VCC -

4、芯片电源，接+5V;VSS -接地端；注：用万用表测试单片机引脚电流一般为 0v或者5v，这是标准的 TTL电平，但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这 个值而是介于0v-5v之间，其实这之是万用表反映没这么快而已， 在某一个瞬间单片机引脚电流还是保持在 0v或者5v的。2.） 时钟：XTAL1 XTAL2 -晶体振荡电路反相输入端和输出端。3.）控制线：控制线共有4根，ALEPROG地址锁存允许片内EPROMS程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPRO的芯片，在EPROM编程期间，此 引脚输入编程脉冲。PSEN夕卜ROM读选通信号。RSTVPD复位

5、备用电源。1RST (Reset)功能：复位信号输入端。2VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。EAVpp：内外ROM选择片内EPRO编程电源。1EA功能：内外ROM选择端。2Vpp功能：片内有EPROI的芯片，在EPRO编程期间，施加 编程电源Vpp。4.) IO 线80S51共有4个8位并行IO端口： P0 P1、P2、P3 口，共32个 引脚。P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。4方案选择4.1方案一-:w-；3Cg主一Ji*吗STT1 6 1尸1 tMUze乜魚3K齐WF緩荻F步g Bi-s第呂p p prDrrp4.1.1方案原理图：4.1.2

6、方案分析:LED般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： 点扫描、行扫描、列扫描采用列扫描、行施加数据信号的基本驱动方法。任意时间只有 一列施加高电平信号，其余各列均为低压信号。行施加对应该列 的数据信号，低电平有效。以8x8 LED点阵列显示器为例说明字符显示原理，8列顺序扫 描结束后，将完成一帧字符的显示。一帧扫描结束后，列扫描从 第一行重新开始，周而复始。若行数据保持不变，则显示静态字 符。反之，行数据发生变化，则显示内容将发生变化，如果保持 前后帧内容的连贯性，就可以显示动态字符。4.2方案二4.2.1方案原理图:ITlH-HHsg 4ks7r1-IJ-lwkbEl-4.2.2万案分析

7、：由24块8*8点阵led构成一块大屏幕，单片机控制进行循环 扫描，用多块移位寄存器控制输出内容，并由单片机串行输出显 示内容的行编码，显示屏会滚动显示数字、字母。汉字等内容。4.3方案选择第一种方案，选用器件较少，控制比较简单，显示内容比较丰 富，能满足课程设计的要求。第二种方案，显示内容丰富，显示 效果好，但所用器件较多，控制比较复杂，所以我们选择第一种5设计与仿真5.1软硬件设计5.1.1硬件设计方案一中系统电路图可知系统整体由两大部分构成： 以单片机AT89S51为核心的模块；由1块8*8的LED点阵显示屏组成的 显示模块；以下是各单元电路的具体设计：1、主控制单片机本次设计使用的是

8、AT89S51的最小系统电路，包括：电源、 时钟脉冲、复位电路和程序存储器设定电路，只是接受少量的数 字和字符，不用外接存储扩展。时钟脉冲：AT89S51单片机的最高时钟脉冲频率已经达到了 24MHz它内部已经具备了振荡电路，只要在 AT89S51的两个引脚 （即19、18脚）连接到简单的石英振荡晶体的 2个管脚即可，同 时晶体的2个管脚也要用30pF的电容耦合到地。复位电路：89S51的复位引脚（RESET是第9脚，当此引脚 连接高电平超过2个机器周期，即可产生复位的动作。以 12MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲为 0.5卩S,两个机器周期为1 S 因此，在第9脚上连接一个2卩S的高电平脉

9、冲，即可产生复位动 作。最简单的就是只有一个电阻跟一个电容就可可靠复位的电路， 电阻一般选择10K,电容一般选择10尸。程序存储器设定电路：31脚接VCC默认采用内部程序存储2、LED显示模块本次设计中8*8的LED电子显示屏的制作。相对而言是比较 简单的。5.1.2软件设计(1)显示代码的设计假设显示数字“ 0”1 2 3 4 5 6 7 800 00 3E 41 41 41 3E 00因此，形成的列代码为 00h,00h,3eh,41h,41h,41h,3eh,00h ；只要把这些代码按扫描顺序分别送到相应的列线上面，即可实现“ 0”的数字显示。其他列代码用类似方法设计。送显示代码过程如下

10、所示送第一列线代码到P3端口，同时置第一行线为“ 0”，其它行 线为“ 1”，延时2ms左右，送第二列线代码到 P3端口，同时置第 二行线为“ 0”其它行线为“1”延时2ms左右，如此下去，直 到送完最后一列代码，又从头开始送。由于扫描速度很快，眼睛 看到的是完整的数字。则类似可得其他数字及字符的编码。(2)程序设计1.流程图循坏显示2 程序设计TIM EQU 30HCNTA EQU 31HCNTB EQU 32HORG 00HLJMP START中断入口ORG OBHLJMP TOXORG 30HSTART:MOV TIM,#00H初始化MOV CNTA,#00HMOV CNTB,#00HM

11、OV TMOD,#01HMOV TH0,#()256中断赋值MOV TL0,#() MOD 256SETB TR0开中断SETB ET0SETB EASJMP $ 循环等待TOX:MOV TH0,#()256中断程序MOV TL0,#() MOD 256恢复t0的计数初值MOV DPTR,#TAB查表，找到行选通信号MOV A,CNTAMOVC +DPTRMOV P3,A行选通信号给p3 口MOV DPTR,#DIGITMOV A,CNTBMOV B,#8MUL ABADD A,CNTAMOVC +DPTRMOV P1,A将显示信号给p1NEXT:INC CNTAMOV A,CNTACJNE

12、A,#8,NEXTMOV CNTA,#00HINC TIMMOV A,TIMCJNE A,#250,NEX一秒后调整显示值MOV TIM,#00HINC CNTBMOV A,CNTBCJNE A,#10,NEXMOV CNTB,#00HNEX: RETITAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH 行选通DIGIT: DB 00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H 0DB 00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H 1DB 00H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H 2DB 00H,

13、00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H 3DB 00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H 4DB 00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H 5DB 00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H 6DB 00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H 7DB 00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00H 8DB 00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H 9END3 程序调试调试程序采用Keil uVision3 ，首先启动keil软件的集成开 发环境，点击“ Pr

14、oject New Project ”建立新的工程，选择 AT89S51作为目标芯片。建立新的源文件，将程序输入并将源文件 添加到工程中。编译程序并改正程序中的错误，当程序没错误后点击“ Debug StartStop Debug ”进入程序动态调试状态，验证程序能不能正确的执行，不能则从新修改源程序，如果能则调试工作结束。冒 STARTUP 佃 |=| hd2sX 卜 50 4FI2FOSYMBOL: ?C_STARTMODULE: STARTUP obj (?CSTARTUP) ADDRESS: 00E7HProgram Size: data=9.0 xdata=O code=236 cr

15、eating hex file from led2” led2 - 0 Error(s), 3 Warning(s).1 , Build Command Find in Files /5.2绘制电路图及印刷板图? “ V IMLea LTa 一 时诅id n u N-MIFl KUIin iwuP 3 1-AEUgpm ji p iupiF lF-j i-TM FJ PjII FJ*TO Pifl pj 4*0*0 F-j-MD-:二一二二一二一一二二一Pl-i hlPlfi ihi-tPiO -Pl-fi:用protell99SE画出电路原理图如下:5.3计算机仿真电路图 打开Keil uV

16、ision3 ，新建Keil项目，选择 AT89S51单片机作为CPU新建C语言源文件，编写程序，并将其导入到“Source Group”中。在“ Option for Target ”对话窗口中，选 中“ Output ”选项卡中的“ Create HEX选项和“ Debug”选项卡 中的“ Use： Proteus VSM Simulator ”选项。编译源程序，改正 程序中的错误。(2)在Proteus ISIS中，选中AT89S51并单击鼠标左键，打开“ Edit Compome nt ”对话窗口，设置单片机晶振频率为 12MHZ在此窗口中的“Program File ”栏中，选择先前

17、用Keil生成的.HEX 文件。在 Proteus ISIS 的菜单栏中选择 “File ”- “Save Design” 选项，保存设计。在 Proteus ISIS 的菜单栏中，打开“ DebuQ 下拉菜单，在菜单中选中“ Use Remote Debug Monitor ”选项， 以支持与Keil的联合调试。(3)在 Keil 的菜单栏中选择“ Debug - “StarStop Debug Session ”选项，或者直接单击工具栏的“ DebugStarStop Debug Session ”图标，进入程序调试环境。按“ F5”键，顺序运行程序。 调出“ Proteus ISIS ”

18、界面，可以看到如下图的显示内容。仿真结果(1)显示数字战5佃 1浮R -a r*-H.rD- rS.TTA ml* 111 fhhIWTT na.+JTU P3.WT1o-onUHnfsf;65-u.;益益= nniiF-A.rrH.D-(2)显示字符6课设总结单片机是当前流行的控制技术，使用简单、功能强大、成本也 很低，对于我们以后的工作有很大用处，这次课设我们用单片机 来完成不仅提高了我们对单片机的兴趣，而且使我们所学知识在 实际中得到应用，提高了我们的应用能力。课设使用了点阵，我们上课并没有学习这方面的内容，通过 我们查资料，很快领会了点阵的使用方法，课设使用了多种软件 帮助设计，让我们

19、对设计方法有了进一步了解，而且我们设计了 不同的显示内容，让我们对点阵的显示有了基本的掌握，我们感 觉很有成就感。我在这个学期做了一个单片机的小项目，对单片机已经比较 熟悉，这次课设并没用感觉到很难，我们小组分工明确，各负其 责，我主要负责软件的设计与调试。经过我们三个的共同努力， 很快便将仿真结果做了出来。作出的结果可能不能让老师十分满 意，但我们已经为我们的成果欢呼雀跃了。这只是一次简单的课 设，在实际中的应用还会更难，这都需要我们不断的学习新的技 术，不断提高自己的应用能力。7参考文献1、 郑初华主编 汇编语言、微机原理及接口技术 第2版 北 京：电子工业出版社20062、 张友德等单片微型机原理、应用与实验 第五版上海： 复旦大学出版社20033、 网站：电子工程师之家