單片機課設(shè) 電梯樓層顯示器設(shè)計(共15頁)

1、目錄(ml)TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc5131 1、題目(tm)設(shè)計要求1 HYPERLINK l _Toc30040 2、系統(tǒng)(xtng)的組成及設(shè)計方案1 HYPERLINK l _Toc29394 2.1系統(tǒng)組成1 HYPERLINK l _Toc24435 2.1.1 晶振電路（時鐘電路）1 HYPERLINK l _Toc20181 2.1.2 復(fù)位電路1 HYPERLINK l _Toc29583 2.1.3 51單片機2 HYPERLINK l _Toc13486 2.1.4 顯示電路2 HYPERLINK l _Toc2973 2.1.5 驅(qū)動

2、電路2 HYPERLINK l _Toc32605 2.1.6 5V電源3 HYPERLINK l _Toc9250 2.2設(shè)計方案3 HYPERLINK l _Toc14520 3、器件的功能和作用3 HYPERLINK l _Toc10616 3.1硬件系統(tǒng)實現(xiàn)3 HYPERLINK l _Toc26141 3.1.1工作原理及原理圖3 HYPERLINK l _Toc29744 3.1.2設(shè)計元器件說明4 HYPERLINK l _Toc27615 3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計6 HYPERLINK l _Toc5450 3.2.1程序流程圖及主程序6 HYPERLINK l _Toc17679

3、3.2.2 子程序功能實現(xiàn)10 HYPERLINK l _Toc22878 4、 系統(tǒng)仿真調(diào)試過程及結(jié)果11 HYPERLINK l _Toc31370 4.1 Proteus下的仿真原理圖設(shè)計 PAGEREF _Toc31370 11 HYPERLINK l _Toc25072 4.2仿真運行過程及結(jié)果 PAGEREF _Toc25072 12 HYPERLINK l _Toc23408 5、 總結(jié) PAGEREF _Toc23408 12 HYPERLINK l _Toc28292 6、參考文獻 PAGEREF _Toc28292 121、題目設(shè)計(shj)要求利用(lyng)51單片機和

4、88點陣顯示屏設(shè)計(shj)電梯樓層顯示器，實現(xiàn)6層顯示控制。2、系統(tǒng)的組成及設(shè)計方案2.1系統(tǒng)組成2.1.1 晶振電路（時鐘電路）組成：由51單片機本身時鐘段和晶振提供，其中電路由兩個22pF的電容C1和C2與一個晶體振蕩器X1組成，仿真圖如圖2.1所示。功能：用來給單片機內(nèi)各種微操作提供時間基準(zhǔn)信號的。圖2.1晶振電路2.1.2 復(fù)位電路組成：由一個10K的電阻和一個10uF的電容接至51單片機的復(fù)位端，完成復(fù)位功能，其仿真圖如圖2.2所示。功能：使單片機內(nèi)部的CPU及其他部件初始化，即處于一種確定的初始狀態(tài)，然后從這個初始狀態(tài)開始工作。圖2.2復(fù)位電路2.1.3 51單片機組成(z ch

5、n)：由P0、P1、P2、P3四個口以及復(fù)位端RST、電源VCC等多個功能接口組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖2.3所示功能(gngnng)：存儲和處理程序。圖2.3 單片機結(jié)構(gòu)圖2.1.4 顯示(xinsh)電路功能：8*8LED點陣用于顯示電梯樓層，連接點陣顯示器的共陽極r端需經(jīng)驅(qū)動三極管與單片機的P3口相連，而共陰極c端需經(jīng)限流電阻與單片機的P0口相連。仿真圖如圖2.4所示。圖2.4 8*8LED點陣顯示器2.1.5 驅(qū)動電路用于驅(qū)動8*8點陣LED顯示設(shè)備，使51單片機所發(fā)出的信號的電壓相對穩(wěn)定(wndng)，增加負(fù)載能力。 2.1.6 5V電源(dinyun)提供設(shè)備所需的電壓(diny)，功耗

6、。2.2設(shè)計方案本設(shè)計是六層電梯的單片機控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上來看，我們主要使用到51系列單片機、共陽8*8點陣LED屏、開關(guān)鍵盤輸入電路、電源電路等等。將這些硬件電路有機地結(jié)合起來使之滿足8*8點陣屏仿電梯樓層數(shù)字滾動顯示的實現(xiàn)硬件需要。從系統(tǒng)軟件設(shè)計角度來看，將8*8點陣屏仿電梯樓層數(shù)字滾動顯示的課程設(shè)計采用程序模塊化設(shè)計方法，將程序分為主程序、8*8點陣顯示模塊。因此，我們可以綜合上述的方案設(shè)計原理，從軟件和硬件兩部分進行有計劃有步驟的系統(tǒng)分析和設(shè)計。3、器件的功能和作用3.1硬件系統(tǒng)實現(xiàn)3.1.1工作原理及原理圖 8*8點陣屏仿電梯樓層數(shù)字滾動顯示的課程設(shè)計主要為手動按鍵顯示樓層。

7、手動按鍵顯示樓層是根據(jù)具體的硬件鍵盤設(shè)置功能鍵實現(xiàn)電梯顯示屏樓層的滾動變換，在12MHz晶振的作用下，開關(guān)觸發(fā)I/O口變自動調(diào)用相應(yīng)位置中的程序，將對應(yīng)的振動頻率輸出給8*8點陣，實現(xiàn)點陣顯示屏的不同變化。其原理圖如圖3.1所示。圖3.1 電路(dinl)原理圖3.1.2設(shè)計(shj)元器件說明1）AT89C51簡介(jin ji)AT89C51是一種帶4K HYPERLINK /view/60408.htm t /_blank 字節(jié)FLASH HYPERLINK /view/87697.htm t /_blank 存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasab

8、le Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位 HYPERLINK /view/1125.htm t /_blank 微處理器，俗稱 HYPERLINK /view/1012.htm t /_blank 單片機。AT89C2051是一種帶2K HYPERLINK /view/60408.htm t /_blank 字節(jié)閃存可編程可擦除 HYPERLINK /view/132973.htm t /_blank 只讀存儲器的 HYPERLINK /view/1012.htm t /_blank 單片機。 HYPERLINK /view/1012.htm t /_blank

9、單片機的可擦除 HYPERLINK /view/132973.htm t /_blank 只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失 HYPERLINK /view/87697.htm t /_blank 存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速 HYPERLINK /view/87697.htm t /_blank 存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51 HYPERLINK /view/1012.htm t /_blank 單片機

10、為很多 HYPERLINK /view/2613031.htm t /_blank 嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及 HYPERLINK /view/641241.htm t /_blank 引腳排列如圖3.2和3.3所示。 圖3.2 三種(sn zhn)單片機外形圖 圖3.3 AT89C51的管腳圖部分(b fen)引腳功能：VCC：供電(n din)電壓。GND：接地。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(dāng)P0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(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，

11、P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序

12、存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出(shch)4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于(yuy)外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為(zuwi)AT89C51的一些特殊功能口,同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)

13、振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。2）8*8LED點陣顯示器 88點陣LED的

14、引腳圖如圖3.4所示，當(dāng)采用單片機進行控制時，連接點陣顯示器的共陽極r端需經(jīng)驅(qū)動三極管9012與單片機的P3口相連，而共陰極c端需經(jīng)限流電阻與單片機的P0口相連。在編程控制時，將88點陣LED顯示分成行和列兩部分，字符數(shù)據(jù)從P0口輸出，掃描控制字從P3口輸出，每一列由一個字節(jié)的數(shù)據(jù)組成，數(shù)據(jù)可一次送入，然后掃描一行，顯示一個字需要掃描8次。 圖3.4 88點陣LED引腳的排列圖3）晶振簡介晶振全稱為(chn wi)晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators），其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。圖3.5 晶振外形(wi

15、xn)圖3.2系統(tǒng)軟件(x tn run jin)設(shè)計3.2.1程序流程圖及主程序程序流程圖介紹：第一類函數(shù)起作用于按鍵按下的時刻，當(dāng)有按鍵按下時，以中斷的方式發(fā)給單片機，此時，單片機即對程序中所有用到的各個狀態(tài)變量進行置位，且點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管；第二類函數(shù)起作用與電梯到達目標(biāo)樓層時，這時函數(shù)負(fù)責(zé)把相關(guān)發(fā)光二極管熄滅，并且及時清除相關(guān)狀態(tài)位，以免影響判別函數(shù)做出正確判斷；第三類函數(shù)是程序的核心，它直接負(fù)責(zé)管理電梯下一次所要到達的樓層，每當(dāng)電梯經(jīng)過一樓層時，此函數(shù)即會被調(diào)用，即為下一個電梯要停留的目標(biāo)樓層值。圖3.6 程序(chngx)流程圖#include #include #define

16、uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K1=P25;sbit K2=P24;sbit K3=P23;sbit K4=P22;sbit K5=P21;sbit K6=P20;sbit BE=P27;uchar code NUM=0 x00,0 x10,0 x30,0 x10,0 x10,0 x10,0 x38,0 x00, /點陣顯示(xinsh)數(shù)字10 x00,0 x18,0 x24,0 x04,0 x18,0 x20,0 x3c,0 x00, /點陣(din zhn)顯示數(shù)字20 x00,0 x18,0 x24,0 x04,0 x

17、18,0 x04,0 x24,0 x18, /點陣顯示數(shù)字30 x00,0 x08,0 x18,0 x28,0 x48,0 x7c,0 x08,0 x08, /點陣顯示數(shù)字40 x00,0 x3c,0 x20,0 x38,0 x04,0 x04,0 x38,0 x00,/點陣顯示數(shù)字50 x00,0 x18,0 x24,0 x20,0 x38,0 x24,0 x24,0 x18,/點陣顯示(xinsh)數(shù)字6;uint r;char offset=0;uchar Current_Level=1,Dest_Level=1,x=0,t=0;void delay(uint x) /延遲函數(shù),通過(t

18、nggu)延時函數(shù)消除抖動 uchar i; while(x-) for(i=0;i120;i+);void main() /主函數(shù)(hnsh) P3=0 x80; /給P3口賦初值 Current_Level=1; Dest_Level=1; TMOD=0 x01; /定時器T0工作模式選擇1 TH0=-4000/256; / TL0=-4000%256; TR0=1; /啟動T0開始計時 IE=0 x82; /中斷允許寄存器，其值為82時，二進制為1000 0010，IE.7位為1表示CPU開放中斷，IE.1位也為1，表示允許定時器T0溢出中斷 while(1); /等待中斷void LE

19、D_Screen_Display() interrupt 1 /中斷函數(shù) uchar i; if(P1!=0 xff&Current_Level=Dest_Level) if(P1=0 xfe) Dest_Level=5;K6=0; if(P1=0 xfd) Dest_Level=4;K5=0; if(P1=0 xfb) Dest_Level=3;K4=0; if(P1=0 xf7) Dest_Level=2;K3=0; if(P1=0 xef) Dest_Level=1;K2=0; if(P1=0 xdf) Dest_Level=0;K1=0; TH0=-4000/256; /復(fù)位(f wi

20、)TL0=-4000%256; P3=_crol_(P3,1); /循環(huán)(xnhun)左移一位i=Current_Level*8+r+offset; P0=NUMi; if(Current_LevelDest_Level) if(+r=8) r=0; if(+x=4) x=0; if(-offset=-8) offset=0; Current_Level-; else if(+r=8) r=0; 3.2.2 子程序功能(gngnng)實現(xiàn)延時函數(shù)(hnsh)void delay(uint x) uchar i; while(x-) for(i=0;i120;i+);樓層(lu cn)判斷if(

21、Current_LevelDest_Level) if(+r=8) r=0; if(+x=4) x=0; if(-offset=-8) offset=0; Current_Level-; 系統(tǒng)仿真調(diào)試過程(guchng)及結(jié)果4.1 Proteus下的仿真(fn zhn)原理圖設(shè)計首先利用Proteus中的器件庫完成電路的連接，其中電路由一個(y )復(fù)位電路和一個時鐘電路與單片機相連，P1口與六個控制開關(guān)相連，經(jīng)LED顯示屏與限流裝置相連，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，其仿真圖如圖4.1所示：圖4.1 仿真(fn zhn)原理圖然后(rnhu)雙擊AT89C51，出現(xiàn)(chxin)“Edit Componet ”，在Program File中單擊，出現(xiàn)文件瀏覽對話框，找到后綴為.hex的文件，單擊確定，完成添加文件。Proteus與程序代碼的鏈