基于單片機(jī)AT89C51控制的LED點(diǎn)陣屏顯示時(shí)鐘課程方案設(shè)計(jì)書報(bào)告

1、-. z.課程名稱：LED點(diǎn)陣顯示時(shí)鐘專業(yè)班級(jí)：課程設(shè)計(jì)參與人員：指導(dǎo)教師：*技師學(xué)院2013年9月26日摘 要文章論述了基于AT89C52單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示電子鐘設(shè)計(jì)控制系統(tǒng), 并且可以對(duì)其進(jìn)展設(shè)置?；贏T98C52單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示電子鐘具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能靠，價(jià)格低和靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用。LED點(diǎn)陣顯示屏是利用發(fā)光二極管或像素組成的平面式顯示屏。它具有發(fā)光效率高，使用壽命長(zhǎng)，組態(tài)靈活等特點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的是用4塊88點(diǎn)陣顯示屏制作的室內(nèi)時(shí)鐘，數(shù)字采用靜止顯示方式。電子鐘是一種利用數(shù)字電路來(lái)顯示分、時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)

2、點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到數(shù)字電子鐘。本文介紹了LED點(diǎn)陣顯示電子鐘的開(kāi)展歷史及其應(yīng)用*圍。目錄總體設(shè)計(jì)方案及思路4硬件設(shè)備及電路圖5所用的材料清單10單片機(jī)匯編程序及解釋13組員分工27 5.1倪坤 .單片機(jī)匯編程序的設(shè)計(jì) 27 5.2倪翔 .原理圖及PCB的繪制275.3采佳浩.硬件設(shè)計(jì)思路和控制思路設(shè)計(jì)28 6課程報(bào)告的總結(jié)及調(diào)試程291總體的設(shè)計(jì)方案及思路：由中斷產(chǎn)生的秒、分、小時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換成適應(yīng)LED點(diǎn)陣顯示屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過(guò)單片機(jī)的輸出功能輸入到LED點(diǎn)陣顯示屏，再通過(guò)顯示掃描程序，顯示出時(shí)鐘的走時(shí)時(shí)間。用計(jì)時(shí)程序來(lái)完成

3、計(jì)時(shí)，數(shù)時(shí)功能，再通過(guò)單片機(jī)綜合控制將數(shù)字顯示出來(lái)。由此可見(jiàn)，通過(guò)AT89C51單片機(jī)的控制功能，完全可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示電子鐘。1.1硬件構(gòu)造：根據(jù)工程的功能和要求，可采用AT89C51單片機(jī)作為核心控制器。LED點(diǎn)鐘電子鐘系統(tǒng)組成包括：晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、顯示電路模塊、顯示行驅(qū)動(dòng)電路模塊、蜂鳴器電路模塊、按鍵電路模塊以及電源模塊。1.2控制思路： LED點(diǎn)陣電子鐘程序主要功能是屏幕顯示時(shí)間穩(wěn)定，準(zhǔn)確。所以按照分塊設(shè)計(jì)的法可以把程序分為主程序、顯示程序、計(jì)時(shí)程序，在后面還會(huì)參加鬧鐘程序。主程序主要是用來(lái)初始化系統(tǒng)和控制各個(gè)子程序之間執(zhí)行的順序。顯示程序用來(lái)完成字在LED點(diǎn)陣上的顯示

4、，時(shí)鐘的顯示是使用4塊88點(diǎn)陣顯示屏。計(jì)時(shí)程序用來(lái)完成計(jì)時(shí)，數(shù)時(shí)功能。鬧鐘程序用來(lái)完成時(shí)鐘的鬧鐘功能。2硬件設(shè)備圖及電路圖：主要用到的硬件有：AT89C52單片機(jī)，88點(diǎn)陣屏，74LS373鎖存器，74LS138譯碼器，12MHz晶振。 下有 88點(diǎn)陣顯示屏圖，88點(diǎn)陣LED外觀及引腳圖，以及其等效電路圖，只要其對(duì)應(yīng)的DC、DR軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如如果想使下列圖中左上角LED點(diǎn)亮，則DC8=1，DR1=0即可。應(yīng)用時(shí)限流電阻可以放在DC軸或DR軸。88點(diǎn)陣LED外觀及引腳如圖： 上圖為88點(diǎn)陣LED等效電路，由此可以看出點(diǎn)陣是用64個(gè)LED組成的。點(diǎn)陣LED掃描法介紹：從上圖圖中

5、可以看出，88點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的穿插點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的*一列置1電平，*一行置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮。頻率必須大于128赫茲，周期小于7.8毫秒即可符合視覺(jué)暫留要求。此外一次驅(qū)動(dòng)一列或一行(8盞LED)時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電路提高電流，否則LED亮度會(huì)缺乏。2.1點(diǎn)陣屏等效示意圖：2.2ISIS仿真示意圖：2.3protel原理圖及PCB：2.4 硬件電路圖設(shè)計(jì)： 根據(jù)工程的功能和要求LED點(diǎn)鐘電子鐘硬件系統(tǒng)的主要模塊包括：晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、顯示電路模塊、按鍵電路模塊。其中晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)。晶振電路與復(fù)位電路構(gòu)成的單片機(jī)

6、最小系統(tǒng)用來(lái)完成計(jì)時(shí)功能，以及對(duì)整個(gè)LED點(diǎn)陣顯示電子鐘的控制。顯示電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣的顯示。按鍵電路是一個(gè)必要的擴(kuò)展電路，用來(lái)對(duì)電子鐘時(shí)間進(jìn)展調(diào)整，鬧鐘時(shí)間調(diào)整。課程設(shè)計(jì)所用的材料清單：3.1主要使用的芯片：3.1.1 74LS373鎖存器：74LS373是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊74LS373芯片。74LS373工作原理簡(jiǎn)述:1腳是輸出使能(OE)，是低電平有效，當(dāng)1腳是高電平時(shí)，不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何，也不管11腳(鎖存控制端，G)如何，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q

7、2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài))。當(dāng)1腳是低電平時(shí)，只要11腳(鎖存控制端，G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。 鎖存端LE由高變低時(shí)，輸8位信息被鎖存，直到LE端再次有效。當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào)OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0到Q7輸出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。-. z.3.1.2 74LS138譯碼器：74LS138為3線8線譯碼器，74LS138的工作原理如下：當(dāng)一個(gè)

8、選通端(G1)為高電平，另兩個(gè)選通端(/(G2A)和/(G2B) )為低電平時(shí)，可將地址端(A、B、C)的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。74LS138功能是利用S1、/S2和/S可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成24線譯碼器，假設(shè)外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器。假設(shè)將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。74LS138有三個(gè)附加的控制端S1、/S2和/S3。當(dāng)S1、/S2接低電平時(shí)，輸出為高電平(S=1)，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被制止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表所示。這三個(gè)控制端也叫做片選輸入端，利用片選的作用可以將多片連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。帶控

9、制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。如果把作為數(shù)據(jù)輸入端(在同一個(gè)時(shí)間)，而將作為地址輸入端，則從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)S1=1、S2=0和S3=1時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。3.1.3 AT89C51單片機(jī)：微處理器采用AT89C52系列單片機(jī)，AT89C52單片機(jī)是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，是一種帶8K字節(jié)閃存器的高性能單片機(jī)，可擦除存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次，具有低功耗，高性能的特點(diǎn)，并且可與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MSC-51指令集和輸出管腳

10、相兼容，對(duì)于本設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的功能，完全可勝任。LED點(diǎn)陣電子鐘的設(shè)計(jì)主要是用AT89C52單片機(jī)進(jìn)展控制，用12MHz的晶振來(lái)保證計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)性，用具有一定驅(qū)動(dòng)能力的74LS373鎖存器和74LS138譯碼器進(jìn)展I/O口擴(kuò)展，并在4塊88點(diǎn)陣上顯示。3.1.4 其余材料 電阻：10K*8按鈕開(kāi)關(guān)：3個(gè)無(wú)極電容：假設(shè)干有級(jí)電容：假設(shè)干晶體震蕩器：1個(gè)4單片機(jī)的程序及注釋：ORG 0000H LJMP MAINORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP INTT0ORG 0013HLJMP PINT1 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD

11、,#01H MOV TL0,#0e0H MOV TH0,#0b1H MOV IE,#87H MOV 30H,#01H 。時(shí)十位 MOV 31H,#02H 。時(shí)個(gè)位 MOV 32H,#0AH 。光標(biāo)點(diǎn)位 MOV 33H,#00H 。分十位 MOV 34H,#00H 。分個(gè)位 MOV 35H,#00H 。秒十位 MOV 36H,#00H 。秒個(gè)位SETB IT0SETB IT1SETB PT0 SETB TR0LOOP0: LCALL DISP LJMP LOOP0INTT0: MOV TL0,#0e0H MOV TH0,#0b1H PUSH ACC PUSH PSW INC 36H MOV A,

12、36H CJNE A,#25,PLL MOV 32H,#0BHPLL: CJNE A,#50,ENDD 。1S MOV 32H,#0AH MOV 36H,#00H INC 35H MOV A,35H CJNE A,#60,ENDd 。分個(gè)位 MOV 35H,#00H INC 34H MOV A,34H CJNE A,#0AH,ENDd 。分個(gè)位 MOV 34H,#00H INC 33H MOV A,33H CJNE A,#06H,ENDd 。分十位 MOV 33H,#00H INC 31H MOV A,30H CJNE A,#02H,END1 MOV A,31H CJNE A,#04H,END

13、1 。時(shí)個(gè)位 MOV 31H,#00H MOV 30H,#00HEND1: MOV A,31H CJNE A,#0AH,ENDd 。時(shí)個(gè)位 MOV 31H,#00H INC 30HENDd: POP PSW POP ACC RETIDISP: PUSH ACC PUSH PSW MOV A,30H 。顯示要顯示的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP00: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FEH INC 3BH IN

14、C R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP00 MOV A,31H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP11: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FDH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP11 MOV A,32H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP2

15、2: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0FBH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP22 MOV A,33H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP33: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0F7H INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5

16、,LOOP33 MOV A,34H 。顯示要顯檔的數(shù)字 MOV B,#08H MUL AB MOV 3BH,A MOV R4,#00H MOV R5,#08HLOOP44: MOV A,3BH MOV DPTR,#TABE MOVC A,A+DPTR MOV P2,R4 MOV P0,A MOV P1,#0EFH INC 3BH INC R4 LCALL DELAY DJNZ R5,LOOP44 POP PSW POP ACC RETDELAY: MOV 37H,#50DEL: MOV 38H,#4 DJNZ 38H,$ DJNZ 37H,DEL RETTABE: 。0 DB 00H,18H,

17、24H,24H,24H,24H,18H,00H 。1 DB 00H,10H,30H,10H,10H,10H,38H,00H 。2 DB 00H,18H,24H,04H,18H,20H,3CH,00H 。3 DB 00H,18H,24H,18H,04H,24H,18H,00H 。4 DB 00H,08H,18H,28H,7CH,08H,08H,00H 。5 DB 00H,1CH,10H,18H,04H,24H,18H,00H 。6 DB 00H,18H,24H,38H,24H,24H,18H,00H 。7 DB 00H,3CH,28H,08H,10H,10H,10H,00H 。8 DB 00H,

18、18H,24H,18H,24H,24H,18H,00H 。9 DB 00H,18H,24H,24H,1CH,24H,18H,00H 。: DB 00H,00H,18H,18H,00H,18H,18H,00H 。 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H RET PINT0: lcall yanshi P3.2, END_DD MOV 36H,#00H INC 34H MOV A,34H CJNE A,#0AH,END_DD 。分個(gè)位 MOV 34H,#00H INC 33H MOV A,33H CJNE A,#06H,END_DD 。分十位 MOV 33H,#00H

19、END_DD: RETIPINT1: lcall yanshi P3.3,END_D INC 31H MOV A,30H CJNE A,#02H,END_1 MOV A,31H CJNE A,#04H,END_1 。時(shí)個(gè)位 MOV 31H,#00H MOV 30H,#00HEND_1: MOV A,31H CJNE A,#0AH,END_d 。時(shí)個(gè)位 MOV 31H,#00H INC 30HEND_D: RETI yanshi:MOV R6,#60D1:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETEND5組員的分工：5.1程序編輯：由中斷產(chǎn)生的秒、分、小時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換子程

20、序轉(zhuǎn)換成適應(yīng)LED點(diǎn)陣顯示屏顯示的數(shù)據(jù)，并通過(guò)單片機(jī)的輸出功能輸入到LED點(diǎn)陣顯示屏，再通過(guò)顯示掃描程序，顯示出時(shí)鐘的走時(shí)時(shí)間。用計(jì)時(shí)程序來(lái)完成計(jì)時(shí)，數(shù)時(shí)功能，再通過(guò)單片機(jī)綜合控制將數(shù)字顯示出來(lái)。由此可見(jiàn)，通過(guò)AT89C51單片機(jī)的控制功能，完全可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示電子鐘。通過(guò)上述的中心原理以及自己所想要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)單片機(jī)匯編程序進(jìn)展入手編程，經(jīng)過(guò)屢次更改和最后的整理，整理出近乎完美的單片機(jī)匯編程序，唯一缺乏的就是由于程序中編入消抖動(dòng)程序沒(méi)有效果，只能用20的電容進(jìn)展消抖動(dòng)但是感覺(jué)效果不是很好，就是個(gè)唯一缺乏的地方。5.2 原理圖及PCB的制作 經(jīng)過(guò)1天到2天的時(shí)間通過(guò)原理圖的繪制導(dǎo)出PCB，然后經(jīng)過(guò)自己的全局布局，但是由于實(shí)在所給的A4的板子太小放不下，最后只能在板子反面進(jìn)展導(dǎo)線的跳線，所以在PCB的設(shè)計(jì)和板子的制作上，還是有一定的難度。下面是原理圖：PCB圖的繪制和排版：5.2 硬件設(shè)計(jì)思路和控制思路設(shè)計(jì)：采佳浩根據(jù)工程的功能和要求，可采用AT89C51單片機(jī)作為核心控制器。LED點(diǎn)鐘電子鐘系統(tǒng)組成包括：晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、顯示電路模塊、顯示行驅(qū)動(dòng)電路模塊、按鍵電路模塊以及電源模塊。以上是硬件設(shè)計(jì)思路。 LED點(diǎn)陣電子鐘程序主要功能是屏幕顯示時(shí)間穩(wěn)定，準(zhǔn)確。所以按照分塊