基于單片機的拉幕式數(shù)碼顯示技術(shù)課程設(shè)計

1、單片機程設(shè)計報告題 目： 拉幕式數(shù)碼顯示技術(shù) 電氣工程學(xué)院拉幕式數(shù)碼顯示技術(shù)摘要：單片機具有體積小，重量輕，控制靈活方便，價格低廉等優(yōu)點，通常配以簡單的外圍電路就可以構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)。用AT89S51單片機的P0.0/AD0P0.7/AD7端口接數(shù)碼管的ah 端，8 位數(shù)碼管的S1S8 通過74LS138譯碼器的Y0Y7 來控制選通每個數(shù)碼管的位選端。AT89S51 單片機的P1.0P1.2 控制74LS138 的A，B，C 端子。在8 位數(shù)碼管上從右向左循環(huán)顯示“12345678”。能夠比較平滑地看到拉幕的效果。關(guān)鍵字：單片機 AT89S51 74LS138 拉幕式數(shù)碼顯示Abstra

2、ct: The MCU is small, light weight, control flexibility, the advantages of low cost, usually accompanied by a simple external circuit can form a complete control system. P0.0/AD0-P0.7/AD7 with AT89S51 microcontroller port connected digital tube a-h-side, 8-bit digital control of the S1-S8 through th

3、e 74LS138 decoder Y0-Y7 to control the strobe tube each digital The bit select. AT89S51 MCU P1.0-P1.2 control 74LS138 of A, B, C terminal. In the 8-bit digital tube display from right to left circle, "12345678." Can be smoothed to see the curtain effect. Keywords:MCU AT89S51 74LS138 pull-s

4、creen digital display目錄1總體設(shè)計方案31.1概述31.2系統(tǒng)總體流程方框圖3主程序框圖 3中斷服務(wù)程序框圖51.3元件61.3.1基本元件61.3.2基本芯片62芯片介紹72.1單片機AT89S5172.1.1AT89S51芯片簡介及功能概述.72.1.2引腳功能介紹82.2芯片74LS13892.2.1 74LS138概述92.2.2 74LS138引腳介紹103電路模版設(shè)計 114軟件設(shè)計.124.1 總體設(shè)計方案 124.2 匯編程序設(shè)計 125總結(jié)155.1設(shè)計總結(jié)155.2 心得體會 156參考文獻167附錄17拉幕式數(shù)碼顯示技術(shù)1總體設(shè)計方案1.1概述：單片

5、機具有體積小，重量輕，控制靈活方便，價格低廉等優(yōu)點，通常配以簡單的外圍電路就可以構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)。用AT89S51單片機的P0.0/AD0P0.7/AD7端口接數(shù)碼管的ah 端，8 位數(shù)碼管的S1S8 通過74LS138譯碼器的Y0Y7 來控制選通每個數(shù)碼管的位選端。AT89S51 單片機的P1.0P1.2 控制74LS138 的A，B，C 端子。在8 位數(shù)碼管上從右向左循環(huán)顯示“12345678”。能夠比較平滑地看到拉幕的效果。1.2系統(tǒng)總體流程方框圖主程序框圖顯示緩沖區(qū)初始化開 始必要參數(shù)初始化T0 初始化，TH0，TL0 裝入初值等待中斷T0 工作并開中斷圖1中斷服務(wù)程序框圖T0

6、中斷入口位選數(shù)據(jù)加1通過查表方式，獲得顯示代碼送入P0位選數(shù)據(jù)8 嗎？位選數(shù)據(jù)送P1位選數(shù)據(jù)0CNT加10.4 秒定時到了嗎？CNT0CNT9 嗎？中斷返回根據(jù)CNT 來決定顯示幾位數(shù)據(jù)圖21.3元件1.3.1基本元件拉幕式數(shù)碼顯示設(shè)計中選用的元件有1個晶振，2個電容，1個電阻，1電解電容及2個4位數(shù)碼管。1.3.2基本芯片在此設(shè)計中選用了單片機AT89S51，和74LS138。圖3圖42芯片介紹2.1單片機AT89S512.1.1AT89S51芯片簡介及功能概述：AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲

7、器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲器可在線編程也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為用戶提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速儲存器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。

8、空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。圖52.1.2引腳功能介紹：VCC：電源電壓GND：接地PO口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)儲存器或程序儲存器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在Flash編程時，PO口接收指令節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口：

9、P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 Flash編輯和程序校驗期間，P1接收低8位地址。表1端口引腳第二功能P1.5MOSI（用于ISP編輯）P1.6MISO（用于ISP編輯）P1.7SCK（用于ISP編輯）P2口：P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作

10、輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（如執(zhí)行MOVX Ri指令）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫如“1”時，他們被內(nèi)部上拉電阻高并可作為輸入端口。作輸入端時

11、，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。 P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是他的第二功能： P3口還接收一些用于Flash閃速儲存器編譯和程序校驗的控制信號。表2端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外中斷0）P3.3（外中斷1）P3.4T0（定時/計數(shù)器0）P3.5T1（定時/計數(shù)器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)儲存器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)儲存器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR 的DISRTO位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功

12、能。DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。ALE/ ：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此他可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE的脈沖。 對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（） 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被激活。此外，該引腳會被弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE無效

13、。：程序儲存器允許（）輸出是外部程序儲存器的選通信號，當(dāng)AT89S51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的信號。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程電壓VppXTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端2.2芯片74L

14、S1382.2.1 74LS138概述74LS138 為3 線8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下：當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器，若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。圖62.2.2 74LS138引腳介紹A、B、C 譯碼地址輸入端G1 選通端/(G2A)、/(G2B)

15、 選通端（低電平有效）Y0Y7 譯碼輸出端（低電平有效）表3：功能表3電路模版設(shè)計3.1電路原理圖1.把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7 用8 芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ah 端口上；2.把“三八譯碼模塊”區(qū)域中的Y0Y7 用8 芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S8 端口上；3.把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0P1.2 端口用3 根導(dǎo)線連接到“三八譯碼模塊”區(qū)域中的A、B、C“端口上；圖74軟件設(shè)計4.1總體設(shè)計方案動態(tài)數(shù)碼顯示技術(shù)；如何進行動態(tài)掃描，由于一次只能讓一個數(shù)碼管顯示，因此，要顯示8位的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過讓數(shù)碼管一個一個輪流顯示才可以，同時每個數(shù)

16、碼管顯示的時間大約在1ms 到4ms 之間，所以為了保證正確顯示，我必須每隔1ms，就得刷新一個數(shù)碼管。而這刷新時間我們采用單片機的定時/計數(shù)器T0 來控制，每定時1ms 對數(shù)碼管刷新一次，T0 采用方式2。在進行數(shù)碼顯示的時候，要對顯示單元開辟8 個顯示緩沖區(qū)，每個顯示緩沖區(qū)裝有顯示的不同數(shù)據(jù)即可。4.2 匯編程序設(shè)計DISPBUF EQU 30HDISPCNT EQU 38HDISPBIT EQU 39HT1CNTA EQU 3AHT1CNTB EQU 3BHCNT EQU 3CHORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START: MOV DISPCNT,#

17、8MOV A,#10MOV R1,#DISPBUFLP: MOV R1,AINC R1DJNZ DISPCNT,LPMOV DISPBIT,#00HMOV T1CNTA,#00HMOV T1CNTB,#00HMOV CNT,#00HMOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-1000) / 256MOV TL0,#(65536-1000) MOD 256SETB TR0SETB ET0SETB EASJMP $INT_T0:MOV TH0,#(65536-1000) / 256MOV TL0,#(65536-1000) MOD 256MOV A,DISPBITADD A,#DIS

18、PBUFMOV R0,AMOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV A,P1ANL A,#0F8HADD A,DISPBITMOV P1,AINC DISPBITMOV A,DISPBITCJNE A,#08H,NEXTMOV DISPBIT,#00HNEXT: INC T1CNTAMOV A,T1CNTACJNE A,#50,LL1MOV T1CNTA,#00HINC T1CNTBMOV A,T1CNTBCJNE A,#8,LL1MOV T1CNTB,#00HINC CNTMOV A,CNTCJNE A,#9,LLXMOV CNT,#00H

19、MOV A,CNTLLX: CJNE A,#01H,NEX1MOV 30H,#8LL1: LJMP DONENEX1: CJNE A,#02H,NEX2MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX2: CJNE A,#03H,NEX3MOV 32H,#8MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX3: CJNE A,#04H,NEX4MOV 33H,#8MOV 32H,#8MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX4: CJNE A,#05H,NEX5MOV 34H,#8MOV 33H,#8MOV 32H,#8MOV 31H,#8M

20、OV 30H,#8LJMP DONENEX5: CJNE A,#06H,NEX6MOV 35H,#8MOV 34H,#8MOV 33H,#8MOV 32H,#8MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX6: CJNE A,#07H,NEX7MOV 36H,#8MOV 35H,#8MOV 34H,#8MOV 33H,#8MOV 32H,#8MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX7: CJNE A,#08H,NEX8MOV 37H,#8MOV 36H,#8MOV 35H,#8MOV 34H,#8MOV 33H,#8MOV 32H,#8MOV 31H,#8MOV 30H,#8LJMP DONENEX8: CJNE A,#00H,DONEMOV 37H,#10MOV 36H,#10MOV 35H,#10MOV 34H,#10MOV 33H,#10MOV 32H,#10MOV 31H,#10MOV 30H,#10LL: LJMP DONEDONE: RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6