8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字(韓余)

./目錄1設(shè)計(jì)目的11.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)容和要求11.3設(shè)計(jì)思路12設(shè)計(jì)原理分析22.1定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)22.2定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的功能要求2計(jì)時(shí)顯示2中斷設(shè)置22.38×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理23系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)43.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理43.2主控制部分――AT89C51單片機(jī)簡介43.2.1AT89C51的部結(jié)構(gòu)功能53.2.251單片機(jī)的串行接口工作方式63.3其它器件73.4定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)原理圖73.5設(shè)計(jì)的連線圖：9單片機(jī)實(shí)物圖：93.6硬件資源及其分配93.7運(yùn)行步驟93.8檢測與調(diào)試10硬件調(diào)試：10軟件調(diào)試：114系統(tǒng)軟件程序的簡單設(shè)計(jì)124.1程序框圖124.2程序流程圖及程序13程序流程圖：13程序清單：13仿真結(jié)果圖：15結(jié)論16參考文獻(xiàn)171設(shè)計(jì)目的1.1設(shè)計(jì)目的1、通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì),熟練掌握C語言的編程方法,將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去,提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2、通過8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握數(shù)碼管的使用方法,和簡單程序的編寫,最終提高我們的邏輯抽象能力。1.2設(shè)計(jì)容和要求容：設(shè)計(jì)一個(gè)8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字。要求：利用單片機(jī)的中斷系統(tǒng),令8×8LED點(diǎn)陣屏循環(huán)顯示數(shù)字0—9。1.3設(shè)計(jì)思路1.先熟悉實(shí)驗(yàn)原理,了解8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字的工作過程,以及所需要的組件。2.通過單片機(jī)的各個(gè)引腳的輸出控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字。3.繪制電路原理圖,編寫程序,并進(jìn)行仿真,基本實(shí)現(xiàn)8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字。2設(shè)計(jì)原理分析2.1定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過編寫程序,實(shí)現(xiàn)用中斷系統(tǒng)對8×8LED點(diǎn)陣屏的控制,使其每延時(shí)一段時(shí)間,LED點(diǎn)陣的顯示數(shù)字就會(huì)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。采用單片機(jī)部的I/O口上的P0和P3口可來控制LED點(diǎn)陣。2.2定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計(jì)能模擬基本的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng),是用中斷的方式定時(shí)控制LED點(diǎn)陣顯示的容變換。2.2.1計(jì)時(shí)顯示定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器,定時(shí)器采用T0定時(shí)器工作于模式0位數(shù)：13位計(jì)數(shù)圍：0-8192。2.2.2中斷設(shè)置每累計(jì)250次定時(shí)器中斷才執(zhí)行一次換數(shù)。2.38×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng),可用單片機(jī)直接控制信號燈的狀態(tài)變化可以廣泛的應(yīng)用到商業(yè)和工業(yè)的流程控制測電路當(dāng)中。原理框圖：時(shí)鐘輸入復(fù)位信號AT89C51列碼掃描行碼數(shù)據(jù)雙向總線收發(fā)器8×8LED點(diǎn)陣時(shí)鐘輸入復(fù)位信號AT89C51列碼掃描行碼數(shù)據(jù)雙向總線收發(fā)器8×8LED點(diǎn)陣圖2.1系統(tǒng)的總體框圖據(jù)此,本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心,連接成最小系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體框圖如上所示。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能,可以選用AT89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng),8×8點(diǎn)陣指示模塊等。主要器件的選擇：表3-1元器件表器件個(gè)數(shù)74LS2451AT89C511CAP2CAP-ELEC1CRYSTAL1MATRIX-8X8-GREEN1RES1RESPACK-813.2主控制部分――AT89C51單片機(jī)簡介89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器〔FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)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和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)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。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有4個(gè)I/O口,P0,P1,P2,P3,單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖所示,18引腳和19引腳接時(shí)鐘脈沖電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片它是震蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片她是振蕩器倒相放大器的輸出端,第９引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開關(guān)后構(gòu)成上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端。如圖所示：圖3.1晶振與單片機(jī)的連接3.2.1AT89C51的部結(jié)構(gòu)功能·中央處理器：中央處理器<CPU>是整個(gè)單片機(jī)的核心部件,是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器,能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼,CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作,完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器<部RAM>：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S51中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間為256個(gè)RAM單元,但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè),后128個(gè)被專用寄存器占用?！こ绦虼鎯?chǔ)器<部ROM>：程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲(chǔ)器,且其又多種類型,在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。AT89C51部配置了4KB閃存?！ざ〞r(shí)/計(jì)數(shù)器<T0>：定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89C51共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。·并行輸入輸出<I/O>口：8051共有4組8位I/O口<P0、P1、P2或P3>,用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出,有些I/O口還有其他功能。·全雙工串行口：A89C51置一個(gè)全雙工串行通信口,用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送,該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器,也可以當(dāng)同步移位器使用。·時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列?！ぶ袛嘞到y(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對外部或部的終端請求進(jìn)行管AT89C51共有5個(gè)中斷源,其中有2個(gè)外部中斷源和3個(gè)部中斷源。3.2.251單片機(jī)的串行接口工作方式51單片機(jī)的串行接口有四種工作方式。方式0是將SBUF作為8位同步移位寄存器使用〔固定波特率；方式1是10位異步通信方式〔可變波特率；方式2是11位異步通信方式〔固定波特率；方式3是11位異步通信方式〔可變波特率。圖3.2串行接口與單片機(jī)的連接3.3其它器件?發(fā)光二極管根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn),LED點(diǎn)陣的顯示不可少,LED的點(diǎn)陣顯示采用普通的發(fā)光二極管。在硬件上連接圖上也是對稱分布的,如下圖3.3所示。圖3.3LED點(diǎn)陣的連接在本設(shè)計(jì)中,點(diǎn)陣屏共有64個(gè)LED燈,每次中斷控制每一列使其為低電平,對應(yīng)的行為不同的高電平,其中均是低電平有效,所以在運(yùn)行前LED燈的狀態(tài)是滅。3.4定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)原理圖本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心,系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī),電阻,LED點(diǎn)陣顯示等組成。其具體的硬件電路總圖如圖3.6所示。圖3.4系統(tǒng)原理3.5設(shè)計(jì)的連線圖：3.5.1單片機(jī)實(shí)物圖：圖3.5實(shí)物圖3.6硬件資源及其分配主要用到的硬件：P0口、P3口、8×8LED點(diǎn)陣屏、定時(shí)器T0。硬件分配：〔1P1口：做為輸出口,與8×8LED點(diǎn)陣屏相連接?！?定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0用來產(chǎn)生1秒的定時(shí)。3.7運(yùn)行步驟1、接硬件圖接線,為了確保LED燈能夠?qū)?yīng)顯示,實(shí)驗(yàn)時(shí),對P0口的接線做了調(diào)整。即,P0.0接L1,P0.1接L2,P0.2接L3,P0.3接L4。2、開始連續(xù)運(yùn)行,觀察4個(gè)LED燈是與程序設(shè)計(jì)思路對應(yīng),如果有偏差,則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行,進(jìn)行調(diào)試,直至滿足設(shè)計(jì)要求。3、整體運(yùn)行,觀察LED顯示是否都符合要求,如果不符合,則再調(diào)試。直至滿足要求。3.8檢測與調(diào)試3.8.1硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器〔萬用表、示波器等,檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測。第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。第二步：用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn),再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電檢測。給板加電,檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。動(dòng)態(tài)調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊,當(dāng)調(diào)試電路時(shí),與該元件無關(guān)的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉,這樣可以將故障圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后,將各電路逐塊加入系統(tǒng)中,在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層,然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí),仍采用去掉無關(guān)元件的方法,逐層調(diào)試下去,就會(huì)定位故障元件了。3.8.2軟件調(diào)試：軟件調(diào)試是通過對擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。程序后,編輯,查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。4系統(tǒng)軟件程序的簡單設(shè)計(jì)4.1程序框圖、開始開始初始化,全滅顯示數(shù)字1500ms顯示數(shù)字2延時(shí)500ms顯示數(shù)字9延時(shí)500ms依次循環(huán)直到數(shù)字9圖4.1程序框圖4.2程序流程圖及程序4.2.1程序流程圖：開始開始定時(shí)器1初始化有無中斷調(diào)用顯示子函數(shù)無主循環(huán)體有定時(shí)中斷函數(shù)圖4.2程序流程圖4.2.2程序清單：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodeTable_OF_Digits[]={ 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00, 0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00, 0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, 0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00, 0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00, 0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00, 0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00, 0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00, 0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00,};uchari=0,t=0,Num_Index=0;voidmain<>{ P3=0x80; Num_Index=0; TMOD=0x00; TH0=<8192-2000>/32; TL0=<8192-2000>%32; TR0=1; IE=0x82; while<1>;}voidLED_Screen_Display<>interrupt1{ TH0=<8192-2000>/32; TL0=<8192-2000>%32; P3=_crol_<P3,1>; P0=~Table_OF_Digits[Num_Index*8+i]; if<++i==8>i=0; if<++t==250> { t=0x00; if<++Num_Index==10>Num_Index=0; }}4.2.3仿真結(jié)果圖：圖4.2實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果圖結(jié)論8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)對于單片機(jī)初學(xué)者有著非常重要的作用。本文完成了基于單片機(jī)的定時(shí)器控制8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬。包括顯示方案的設(shè)計(jì),系統(tǒng)的硬件開發(fā)、軟件編程與仿真調(diào)試等。在論文完成過程中,主要做的工作有：〔1確定8×8LED點(diǎn)陣屏顯示數(shù)字系統(tǒng)具體的通行方案以及要求其他多功能的實(shí)現(xiàn)?！?以ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)為核心進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),輸入量包括：輸出LED點(diǎn)陣亮滅狀態(tài)及時(shí)間顯示。通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì),我不僅加深了對單片機(jī)理論的理解,將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去,而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神,從而不斷地戰(zhàn)勝自己,超越自己。創(chuàng)新,是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際,并不斷地去開動(dòng)自己的大腦,從為人類造福的意愿出發(fā),做自己力所能及的,別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人,超越前人。同時(shí),更重要的是,我在這