單片機(jī)課程設(shè)計(led顯示管)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分：1.概述3</p><p>　　第二部分：2.學(xué)習(xí)目標(biāo)4</p><p>　　第三部分：3.設(shè)計原理4</p><p><b>　　3.1相關(guān)知識4</b></p><p>　　3.2設(shè)計相關(guān)的

2、軟件5</p><p>　　第四部分：4.單片機(jī)匯編程序8</p><p><b>　　4.1匯編程序8</b></p><p>　　4.2程序的編譯及加載9</p><p>　　第五部分：5.過程設(shè)計11</p><p>　　5.1設(shè)計要求11</p><p>

3、;　　5.2軟件仿真11</p><p>　　第六部分：6.總結(jié)14</p><p>　　第七部分：7.參考資料15</p><p><b>　　1.概述</b></p><p>　　單片機(jī)又稱為微控制器，它采用一定的工藝手段將CPU、存儲器和I/O口集成在一個芯片上，其發(fā)展十分迅速。自1975年美國得克薩斯儀器公

4、司第一塊衛(wèi)星計算機(jī)芯片問世以來，在短短的20年間，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為計算機(jī)領(lǐng)域一個非常有前途的分支，它有自己的技術(shù)特征、規(guī)范、發(fā)展道路和應(yīng)用領(lǐng)域。單片機(jī)是為了滿足工業(yè)控制需要而誕生的，是自動控制系統(tǒng)的核心部件，因而也 主要用于工業(yè)控制、只能化儀器儀表、家用電器中。它具有體積小、個性突出、價格低廉等特點(diǎn)。</p><p>　　目前單片機(jī)已滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到?jīng)]有單片機(jī)足跡的領(lǐng)域。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置

5、，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說全自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師和科學(xué)家?？萍荚桨l(fā)達(dá)，智能化的東西就越多。因此學(xué)習(xí)單片機(jī)是社會發(fā)展的必然需求?！　?jù)統(tǒng)計

6、，我國的單片機(jī)年需求量已達(dá)1-3億片，且以每年大約16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的電子廠，在不斷向內(nèi)地市場輻射的進(jìn)程中，多數(shù)產(chǎn)品所用的單片機(jī)需求量驟增。鑒于單片機(jī)應(yīng)用在我國才剛剛起步，有著廣闊的前景，足以讓我們確信培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用人才，特別是工程技術(shù)中普及單片機(jī)知識有著極為重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　本課程的設(shè)計，就是基于單片機(jī)控制原理設(shè)計1位LED數(shù)碼顯示管。通

7、過設(shè)計能更清楚了解單片機(jī)的控制原理及其運(yùn)用，為今后的深入學(xué)習(xí)和研究打下堅實的基礎(chǔ)和積累經(jīng)驗。</p><p>　　LED顯示管的設(shè)計，雖然只是單片機(jī)的一個簡單運(yùn)用，但它對我們理解單片機(jī)工作原理及深入學(xué)習(xí)有著莫大的幫助。</p><p><b>　　2.學(xué)習(xí)目標(biāo)</b></p><p>　　2.1單片機(jī)的工作原理</p><p

8、>　　2.2段LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)、分類以及數(shù)碼管的顯示碼</p><p>　　2.3位LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示的編程方法</p><p><b>　　3.設(shè)計原理</b></p><p><b>　　3.1相關(guān)知識</b></p><p>　　3.1.1七段LED數(shù)碼管</p>

9、;<p>　　LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結(jié)果以及輸入輸出信號的狀態(tài)。</p><p>　　(1)LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)：</p><p>　　LED數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管中的7個長條形發(fā)光二極管（俗稱7筆段）</p><p>　　按a、b、c、d、e、f、g順序組成“8”字形。只要控制7筆段按一定的要求亮與滅，就

10、能顯示出八進(jìn)制BCD碼。</p><p>　　LED數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為“共陽極數(shù)碼管”和“共陰極數(shù)碼管”兩種。若8個發(fā)光二極管的陽極連在一起接電源正極為共陽極數(shù)碼管，若8個發(fā)光二極管的陰極連在一起接地則為共陰極數(shù)碼管。下文如不特別說明，所用LED數(shù)碼管都為共陰極數(shù)碼管。</p><p>　　共陰極數(shù)碼管的引腳如圖3-1-2所示，共有10只引腳，其中3、8引腳連通，作為公共端接地。&

11、lt;/p><p>　　(2)數(shù)碼管顯示碼：</p><p>　　數(shù)碼管顯示碼是表述二進(jìn)制數(shù)與數(shù)碼管所顯示字符的對應(yīng)關(guān)系的。 </p><p>　　圖3-1 數(shù)碼顯示管</p><p>　　LED數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為“共陽極數(shù)碼管”和“共陰極數(shù)碼管”兩種。若8個發(fā)光二極管的陽極連在一起接電源正極為共陽極數(shù)碼管，若8個發(fā)光二極管的陰極連在

12、一起接地則為共陰極數(shù)碼管。下文如不特別說明，所用LED數(shù)碼管都為共陰極數(shù)碼管。共陰極結(jié)構(gòu)圖如下： </p><p>　?。ü碴帢OLED結(jié)構(gòu)）</p><p><b>　?。ü碴帢O原理圖）</b></p><p><b>　　（3）靜態(tài)顯示</b></p><p>　　靜態(tài)顯示是各個#$% 管上能穩(wěn)定

13、地同時顯示各自的字符并維持不變，直到顯示下一個字符為止。</p><p>　　3.2設(shè)計相關(guān)的軟件</p><p>　　3.2.1 AT89C51單片機(jī)</p><p>　　AT89C51系列的I/O口的腳設(shè)置和運(yùn)用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時，各 I/O口均置高電平）。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。低電平時，吸入電

14、流可達(dá)20mA，具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時，輸出電流僅 數(shù)十μA甚至更?。娏鲗嶋H上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動能力。其原因是高電平時該腳也同時作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進(jìn)行高電平驅(qū)動時，得利用外電路來實現(xiàn)，如上拉電阻，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動LED發(fā)光；低電平時，I/O腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED滅（I/O腳導(dǎo)通時對地的電壓降小于1V，LED的域值1.

15、5～1.8V）。</p><p>　　3.2.2 Proteus軟件</p><p>　?。?）Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。 </p><p>　?。?）Proteus可提供的仿真儀表資源：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流

16、表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。 </p><p>　?。?）除了現(xiàn)實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。 </p><p>　　（4）Proteus可提供的調(diào)試

17、手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。 </p><p><b>　　仿真功能 </b></p><p>　　在PROTEUS繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實物運(yùn)行狀態(tài)和過程。 </p><p>　　3.2.3 Keil軟

18、件</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種 是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開

19、發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)

20、的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用C語言而僅</p><p>　　Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識</p><p>　　3.2.4 Keil軟件的使用</p><p>　　打開Keil軟件后，淡出對話窗口如下圖：

21、</p><p>　　然后編寫程序。。在編寫程序完成并通過編譯沒有錯誤，即可對程序進(jìn)行加載。</p><p>　　3.3單片機(jī)外部電路</p><p><b>　　3.3.1晶振電路</b></p><p>　　單片機(jī)的晶振電路給單片機(jī)提供所需要的頻率，起電路的接法如下所示：</p><p>&l

22、t;b>　　3.3.2復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位電路時對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位的外部電路，在初始條件下需要對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位時點(diǎn)B1復(fù)位按鈕，其電路如下所示；</p><p>　　雖然在仿真的過程中，單片機(jī)的外部電路對整個當(dāng)真過程沒有任何的影響，但是在實際中它作為整個產(chǎn)品必不可少的部分，在這里還是有必要進(jìn)行介紹。單片機(jī)仿真的外部電路對整個仿真過程沒有任

23、何的影響，是因為仿真軟件已經(jīng)有課默認(rèn)的晶振頻率，為12MHz，復(fù)位電路也已經(jīng)有了默認(rèn)的值，所以不需要依靠外部電路。</p><p><b>　　4.單片機(jī)匯編程序</b></p><p><b>　　4.1匯編程序</b></p><p>　　一位顯示管的匯編程序如下：</p><p><b&

24、gt;　　org 0000h</b></p><p><b>　　sjmp main</b></p><p><b>　　org 000bh</b></p><p>　　sjmp t0_isr</p><p><b>　　org 0030h</b></p>

25、;<p>　　main:clr a</p><p>　　mov dptr,#table</p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p><b>　　mov p0,a</b></p><p>　　mov tmod,#01h</p><p>　　mov th0,#0d8

26、h</p><p>　　mov tl0,#0efh</p><p><b>　　setb et0</b></p><p><b>　　setb ea</b></p><p><b>　　setb tr0</b></p><p>　　pd: cjne r

27、0,#100,$</p><p><b>　　inc dptr</b></p><p><b>　　clr a</b></p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p>　　cjne a,#00h,aaa</p><p>　　mov dptr,#table&l

28、t;/p><p><b>　　clr a</b></p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p>　　aaa: mov p0,a</p><p>　　mov r0,#00h</p><p><b>　　sjmp pd</b></p><p&g

29、t;<b>　　t0_isr:</b></p><p><b>　　clr tr0</b></p><p>　　mov th0,#0d8h</p><p>　　mov tl0,#0efh</p><p><b>　　inc r0</b></p><p>

30、<b>　　setb tr0</b></p><p><b>　　reti</b></p><p>　　table:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00h</p><p><b>　　end</b></p><p>　　4.

31、2程序的編譯及加載</p><p>　　寫好的匯編程序，需要經(jīng)過專門的軟件進(jìn)行編譯。在這里我們用的軟件是上面介紹的Keil軟件進(jìn)行編譯，一下是幾個簡要的操作步驟：</p><p>　　1.選擇89C51單片機(jī)，如下圖</p><p>　　2.屬性編輯，加載程序</p><p>　　匯編程序?qū)⒕幾g后，形成hex的文件，可通過對象屬性編輯窗口加載

32、程序，如下圖</p><p><b>　　加載文件</b></p><p><b>　　5.過程設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1設(shè)計要求</b></p><p>　　5.1.1具體的設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計1位LED顯示管，能動態(tài)顯示從0~9十個數(shù)字。</p>

33、<p>　　5.1.2設(shè)計的必備要求：</p><p>　　1.在電腦上能正常運(yùn)行的proteus軟件和Keil軟件</p><p>　　2.畫圖的ISIS軟件</p><p><b>　　5.2軟件仿真</b></p><p>　　下圖是仿真的鏈接圖，在沒有開始仿真前的單片機(jī)鏈接結(jié)構(gòu)圖</p>

34、<p>　　在ISIS軟件中進(jìn)行軟件仿真，以下是仿真的運(yùn)行過程</p><p>　　(仿真圖1 顯示數(shù)字4)</p><p>　?。ǚ抡鎴D2 顯示數(shù)字6）</p><p>　?。ǚ抡鎴D3 顯示數(shù)字9）</p><p>　　在以上的仿真截圖中，引腳紅點(diǎn)表示高電平，藍(lán)點(diǎn)表示低電平</p><p><

35、b>　　6.總結(jié)</b></p><p>　　通過一段時間的單片機(jī)實訓(xùn)，我學(xué)習(xí)了Proteus軟件和keil軟件的基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)了運(yùn)用Proteus軟件進(jìn)行繪圖、仿真和運(yùn)用keil軟件編寫程序。在這個過程中鞏固了已學(xué)過的單片機(jī)的基礎(chǔ)知識，為以后基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)建立初步基礎(chǔ)并提高自己的實踐能力。通過這次一個綜合設(shè)計訓(xùn)練的機(jī)會，我學(xué)到了很多的知識，掌握了Proteus軟件和keil軟件系統(tǒng)的相

36、關(guān)知識，按自己步驟完成了設(shè)計，畫出了原理圖和仿真圖，掌握了有關(guān)電路的畫圖方法，對它的原理和作用有了進(jìn)一步的了解，雖然在這次設(shè)計中遇到了很多困難，但是經(jīng)過與他人相互討論和請教，在圖書館借一些與有關(guān)設(shè)計相關(guān)的書籍，不懂的方面向其老師同學(xué)等周圍的人組請教，得到了他們的大力指導(dǎo)與幫助。這次設(shè)計，鍛煉了解決實際問題的本領(lǐng)。雖說我在設(shè)計的時間上有些短暫，但我并沒有因為這些困難而不認(rèn)真做 ，相反我都在利用課余時間做這個設(shè)計竟自己最大的努力去完成設(shè)計，

37、去查找相關(guān)的資料。</p><p>　　在這次課程設(shè)計的實訓(xùn)中，能讓我接觸到以前所沒有接觸過的東西，對單片機(jī)的原理及其運(yùn)用、數(shù)字電路運(yùn)用，模擬電路、電力電子技術(shù)和proteus軟件及Keil軟件有了更深入的了解，培養(yǎng)了動手能力、查找問題能力、解決問題能力、收集整理信息能力，同時也為今后的學(xué)習(xí)打下一個堅實的基礎(chǔ)和極累豐富的經(jīng)驗。</p><p>　　但這其中也有不足之處因為時間倉促我們設(shè)計的

38、電路不是很專業(yè)，由于時間有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)一些疏漏和錯誤，望各位老師和同學(xué)給予指導(dǎo)，在以后的設(shè)計中爭取做的更好。再有由于我欠缺很多專業(yè)知識，設(shè)計上出現(xiàn)了很多問題，但經(jīng)過努力和探討請教還是得到了一定的解決，做出了我們的產(chǎn)品“1位LED顯示管”?？傊?jīng)過共同努力還是完成了預(yù)期的實訓(xùn)任務(wù)。</p><p><b>　　7.參考資料</b></p><p>　　1.《