精品資料（2021-2022年收藏的）數碼管顯示亮度的按鍵控制設計

1、學 號單片機原理及應用A課程設計說明書數碼管顯示亮度的按鍵控制設計起止日期： 2017 年 1月 3 日 至 2017 年 1 月 6 日學生姓名班級14級電信科1班成績指導教師(簽字)計算機與信息工程學院電子與信息工程系2017年 1月 6天津城建大學課程設計任務書20XX20XX學年 第X學期計算機與信息工程學院 電子信息科學與技術專業(yè) 班級 14電信科1班 學號 1 課程設計名稱： 單片機原理及應用A 課程設計 設計題目： 數碼管顯示亮度的按鍵控制設計 完成期限：自 2017 年 1 月 3 日至 2017 年 1 月 6 日共 1 周設計依據、要求及主要內容：一設計的目的1.進一步熟悉

2、和掌握單片機系統(tǒng)設計和編程原理。2.掌握單片機的接口技術及相關外圍芯片的外特性、控制方法。3.通過設計，掌握以單片機核心的電路設計的基本方法和技術。4.通過實際程序設計和調試，掌握模塊化程序設計方法和調試技術。5.通過完成一個包括電路設計和程序開發(fā)的完整過程，了解開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的全過程，為今后從事相應開發(fā)打下基礎。二設計的基本要求1.認識設計的意義，掌握設計工作程序，學會使用工具書和技術參考資料，并培養(yǎng)科學的設計思想和良好的設計作風。2.提高模型建立和設計能力，學會應用相關設計資料進行設計計算的方法。3.提高獨立分析、解決問題的能力，逐步增強實際應用訓練。4.設計的說明書要求簡潔、通順，電

3、路圖內容完整、清楚、規(guī)范。三設計主要內容a) 設計實現(xiàn)功能STC12C5A60S2（引腳排序及基本功能同AT89S51）作為主控芯片，設計利用按鍵實現(xiàn)數碼管亮度的調整。一是擴展DS18B20溫度檢測電路，并由數碼管顯示；二是擴展按鍵電路；三是利用按鍵調整數碼管的亮度。b) 原理圖設計1.原理圖設計要符合項目的工作原理，連線要正確。2.圖中所使用的元器件要合理選用，電阻、電容等器件的參數要正確標明。3.原理圖要完整，CPU、外圍器件、外擴接口、輸入/輸出裝置要一應俱全。c) 程序調計1.根據要求，將總體功能分解成若干個子功能模塊，每個功能模塊完成一個特定的功能。2.根據總體要求及分解的功能模塊，

4、確定各功能模塊之間的關系，設計出完整的程序流程圖。d) 程序調試1.編寫相關程序，并進行仿真。2.將程序下載到單片機，進行運行調試。e) 設計說明書1.原理圖設計說明簡要說明設計目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過程及順序。2.程序設計說明對程序設計總體功能及結構進行說明，對各子模塊的功能以及各子模塊之間的關系作較詳細的描述。3.畫出工作原理圖，程序流程圖并給出相應的程序清單。指導教師（簽字）： 教研室主任（簽字）： 批準日期： 2017年 1 月 06 日目 錄第一章 設計任務及要求11.1設計的目的11.2設計的基本要求11.3設計數碼管亮度顯示及按鍵控制原理1第

5、二章硬件的選擇22.1主控制芯片AT89S5122.2數碼管結構及工作原理32.3鍵盤輸入模塊3第三章電路原理圖軟件繪制43.1完整原理圖4第四章 實物的連接以及操作顯示54.1實物圖5心得總結6參考文獻7第一章 設計任務及要求1.1設計的目的1.進一步熟悉和掌握單片機系統(tǒng)設計和編程原理。2.掌握單片機的接口技術及相關外圍芯片的外特性、控制方法。3.通過設計，掌握以單片機核心的電路設計的基本方法和技術。4.通過實際程序設計和調試，掌握模塊化程序設計方法和調試技術。5.通過完成一個包括電路設計和程序開發(fā)的完整過程，了解開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的全過程，為今后從事相應開發(fā)打下基礎。1.2設計的基本要求1

6、.認識設計的意義，掌握設計工作程序，學會使用工具書和技術參考資料，并培養(yǎng)科學的設計思想和良好的設計作風。2.提高模型建立和設計能力，學會應用相關設計資料進行設計計算的方法。3.提高獨立分析、解決問題的能力，逐步增強實際應用訓練。4.設計的說明書要求簡潔、通順，電路圖內容完整、清楚、規(guī)范。1.3設計數碼管亮度顯示及按鍵控制原理 使用單片機，單片機自帶數碼管，難點在于程序編寫和電路仿真。對于程序編寫我們借鑒溫度顯示于顯示屏的程序，稍加改造將溫度顯示于數碼管。通過改變延時，延時越長亮度越低，延時越短亮度越高。對于電路仿真我們用仿真軟件。最后用stcv685軟件下載hex程序到單片機即可。第二章硬件的

7、選擇2.1主控制芯片AT89S51 AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。AT89S51芯片價格便宜，適合對大批量的計量儀器進行規(guī)?；脑?。主要性能特點 1、4k Bytes Flash片內程序存儲器；2、128 bytes的隨機存取數據存儲器（

8、RAM）；3、32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口；4、2個中斷優(yōu)先級、2層中斷嵌套中斷；5、5個中斷源；6、2個16位可編程定時器/計數器；7、2個全雙工串行通信口；8、看門狗（WDT）電路；9、片內振蕩器和時鐘電路；10、與MCS-51兼容；11、全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz；12、三級程序存儲器保密鎖定；13、可編程串行通道；14、低功耗的閑置和掉電模式。主要管腳說明圖2-1 51單片機引腳圖P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH

9、編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。地址數據存儲器進行讀寫時編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。2.2數碼管結構及工作原理共

10、陰極數碼管是一類數字形式的顯示屏，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發(fā)亮，從而顯示出數字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數。由于它的價格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領域應用極為廣泛，空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管，其他家電也用液晶屏和熒光屏圖2-2 共陰極數碼管本課設選擇共陰極數碼管，結構共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及.（小數點），如下圖所示。圖中的8個LED分別和上面那個圖中的ADP各段相對應，通過控制各個LED的亮滅來顯示數字2.3鍵盤輸入模塊圖2-3 鍵盤模塊圖第三章電路原理

11、圖軟件繪制3.1完整原理圖STC12C5A60S2（引腳排序及基本功能同AT89S51）作為主控芯片，設計數碼管亮度控制電路。一是設計MAX7219驅動LG3641AH（或同型號共陰極）數碼管；二是設計按鍵電路，作為數碼管亮度的參數輸入；三是設計根據不同的輸入參數改變數碼管顯示亮度的程序；四是擴展時鐘芯片DS12C887時鐘芯片作為數碼管的顯示內容。圖3-1 完整原理圖第四章 實物的連接以及操作顯示4.1實物圖 在數碼管上顯示實時溫度，通過按鍵改變數碼管的亮度。圖4-1 實物圖心得總結 這次課設雖然只有3天但是我們在下面付出的努力卻不僅僅三天，因為這次我做的這個課設網上幾乎沒找到什么有價值的信

12、息，然而我卻與同學們一起探討，以課本知識為基礎，通過眾多同學的建議，最終改出程序，運行成功并通過驗證。在這次難得的課程設計過程中我鍛煉了自己的思考能力和動手能力。通過題目選擇和設計電路的過程中，加強了我思考問題的完整性和實際生活聯(lián)系的可行性。在方案設計選擇和芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應用的能力對單片機的應用也有了進一步的認識。還鍛煉我們個人的查閱技術資料的能力，動手能力，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。并且我們熟練掌握了有關器件的性能及測試方法。實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美

13、的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。參考文獻1 李廣第主編單片機基礎第一版北京航空航天大學出版社北京2 王修才主編單片機接口技術第一版復旦大學出版社上海3 周志德主編單片機原理及應用第一版高等教育出版社4 李運華主編機電控制第一版北京航空航天大學出版社5 秦曾煌主編電工學上冊：電工技術第五版高等教育出版社附 錄主要程序#include reg51.h#includeabsacc.h #includemath.htypedef unsigned char BYTE;typedef un

14、signed int WORD;unsigned char code du=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;BYTE ah,al; WORD m;char temperature2; /存放溫度數據float wen_val;sbit DS1820_DQ= P17; /單總線引腳 void DS18B20_Init() ; /DS18B20 初始化 bit DS1820_Reset(); /DS1820 復位 void DS1820_WriteData(BYTE wData); /寫數據到DS1820 BYTE DS1820_

15、ReadData(); /讀數據 void read_wendu();void DelayXus(WORD n);void IintUart();void InitADC();void SendData(BYTE dat);void GetADCResult(BYTE ch);void Delay(WORD n);void Delay2(WORD n);void ShowResult(BYTE ch);void lcd_init(void); / lcd初始化 void write_cmd(BYTE cmd); / lcd寫命令 /void write_string(unsigned char

16、 *s); / 寫字符串 void write_data(BYTE dat) ; / 寫數據 void set_display_place(BYTE line,column);void write_string_lcd(BYTE line,column,unsigned char *string);void write_data_lcd(BYTE line,column,dat);void crti(unsigned long dat);void crt_r(float x);/*DS18B20 初始化 *函數名稱:DS1820_WriteData() *說明：本初始化程序可以不要，因為18B

17、20 在出廠時就被配置為12 位精度了 */void DS18B20_Init()DS1820_Reset();DS1820_WriteData(0xCC); / 跳過ROM DS1820_WriteData(0x4E); / 寫暫存器 DS1820_WriteData(0x20); / 往暫存器的第三字節(jié)中寫上限值 DS1820_WriteData(0x00); / 往暫存器的第四字節(jié)中寫下限值 DS1820_WriteData(0x7F); / 將配置寄存器配置為12 位精度 DS1820_Reset();/*DS1820 復位及存在檢測(通過存在脈沖可以判斷DS1820 是否損壞) *函

18、數名稱:DS1820_Reset() *說明:函數返回一個位標量(0 或1)flag=0 存在,反之flag=1 不存在 */bit DS1820_Reset()bit flag;DS1820_DQ = 0; /拉低總線 DelayXus(480); /延時480 微秒,產生復位脈沖 DS1820_DQ = 1; /釋放總線 DelayXus(80); /延時80 微秒對總線采樣 flag = DS1820_DQ; /對數據腳采樣 DelayXus(400); /延時400 微秒等待總線恢復 return (flag); /根據flag 的值可知DS1820 是否存在或損壞 ，可加聲音告警提示

19、DS1820 故障 /*寫數據到DS1820*函數名稱:DS1820_WriteData()*/void DS1820_WriteData(BYTE wData)BYTE i;for (i=8;i0;i-)DS1820_DQ = 0; /拉低總線,產生寫信號 DelayXus(4); /延時4us DS1820_DQ = wData&0x01; /發(fā)送1 位 DelayXus(60); /延時60us,寫時序至少要60us DS1820_DQ = 1; /釋放總線,等待總線恢復 wData=1; /準備下一位數據的傳送 /*從DS1820 中讀出數據*函數名稱:DS1820_ReadData()*/BYTE DS1820_ReadData()BYTE i,TmepData;for (i=8;i0;i-)TmepData=1;DS1820_DQ = 0; /拉低總線,產生讀信號 DelayXus(4); /延時4us DS1820_DQ = 1; /釋放總線,準備讀數據 DelayXus(8); /延時8 微秒讀數據 if (DS1820_DQ = 1)TmepDa