《PIC课程设计》word版.doc

PIC课程设计报告8*8LED点阵11级 电子信息与通信工程 系电子信息工程专业 1102班学号 姓名 xxx2013 -2014 学年 第 一 学期指导教师： 叶轻舟 蔡志明时间：2013年 12 月 27 日目录1.实训目的及应用1.1实训的目的31.2实验内容32背景介绍2.1背景介绍33系统设计3.1 8*8点阵LED原理及应用53.2 16F877A单片机介绍53.3硬件设计83.4 焊接注意事项103.5 软件设计11 3.5.1软件设计流程图114. 结果分析135. 心得体会131.实训目的及应用1.1实训目的(1)、熟悉16F877A的功能，了解点阵显示的原理及控制方法(2)、学会使用LED点阵，通过编程显示不同字符(3)、认真预习实验内容，自行编写程序(4)、完成实验报告1.2实验内容(1)、编写程序，用16F877A控制8乘8点阵，显示字符(2)、按图连接线路；运行程序，观察实验结果，学会控制LED点阵显示字符2.选题背景介绍这次实训题目很多而且丰富，有：点阵实训、数码管时钟显示实验、交通灯等等很多选择，我们选择的课题是点阵，可做了才知道，不是想象中的那么容易。随着信息产业的高速发展，LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。其制造正本低，使用大，可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据使用不同字号、字形。LED就是LightEmittingDiode（发光二极管）的缩写。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。发光二极管是由p型和n型半导体组成的二极管。在LED的p-n结附近,n型材料中多数载流子是电子,p型材料中多数载流子是空穴。p-n结上未加电压时构成一定的势垒,当加正向偏压时,在外电场作用下,p区的空穴和n区的电子就向对方扩散运动,构成少数载流子的注入,从而在p-n结附近产生导带电子和价带空穴的复合,同时释放出相对应的能量h(h为普朗克常数,为光子频率)而发光。该能量相当于半导体材料的带隙能量Eg(Ev),其与发光波长(nm)的关系为=1239.6PEg。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定3.系统设计这次系统设计主要有两个方面：一是硬件方面二是软件方面硬件方面是有了单片机最小系统，还有8*8点阵系统。单片机最小系统中包括了：晶振电路、复位电路、电源电路、芯片电路。8*8点阵系统中包括了：限流电路、8*8点阵电路。以上七种电路合起来就是硬件系统了。软件系统主要是程序设计。3.1 8*8点阵LED原理及应用下图为8*8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图3.3所示，只要对其对应的X,Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想要左上角LED发亮，则Y0=1，XO=0即可。应用时限流电阻可放在X轴或Y轴图1 LED外观及引脚图3.2 16F877A单片机介绍 PIC（Periphery Interface Chip）单片微机是美国Microchip公司生产的PIC系列单片机。 PIC系列单片机的硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼。在所有的单片机品种中，PIC具有性能完善、功能强大、学习容易、开发应用方便、人机界面友好等突出优点。 它不是在一般微型计算机CPU的基础上加以改造，而是独树一帜，采用全新的流水线结构、单字节指令体系、嵌入闪存以及10位A/D转换器，使之具有卓越的性能，代表着单片机发展的新方向。 PIC系列单片机，具有高、中、低三个档次，可以满足不同用户开发的需要，适合在各个领域中的应用。我所使用的16F877A为中档单片机。PICl6F87X系列单片机有双列直插式28引脚和40引脚及表面贴装式44引脚等几种封装形式。 多数I/O引脚都设计有第2功能，甚至第3功能。采用引脚复用技术，以便使单片机增加功能而又不增大体积和引脚数量。 3.3 硬件设计3.3.1按键电路3.3.2电源电路电源可以选择使用电源供电或者直接usb供电。（下图为电源供电）3.3.3晶振震荡电路图（外部震荡）单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡方式。我们使用的为外部震荡。3.3.4显示电路3.4焊接注意事项由于条件所限制，我们只能在宿舍完成焊接与调试，板使用的是洞洞板，要注意一下事项：正确的焊接方法焊接时利用烙铁头的对元件引线和焊盘预热，烙铁头与焊盘的平面最好成45夹角，等待焊金属上升至焊接温度时，再加焊锡丝。被焊金属未经预热，而将焊锡直接加在烙铁头上，使焊锡直接滴在焊接部位，这种焊接方法常常会导致虚焊。插件元件焊接的步骤1）插入将插件元件插入电路板标示位置过孔中，与电路板紧贴至无缝为止。如未与电路板贴紧，在重复焊接时焊盘高温易使焊盘损伤或脱落，物流过程中也可导致焊盘损伤或脱落。2)预热烙铁与元件引脚、焊盘接触，同时预热焊盘与元件引脚，而不是仅仅预热元件，此过程约需1秒钟时间。3)加焊锡焊锡加焊盘上（而不是仅仅加在元件引脚上），待焊盘温度上升到使焊锡丝熔化的温度，焊锡就自动熔化。不能将焊锡直接加在烙铁上使其熔化，这样会造成冷焊。4)加适量的焊锡，然后先拿开焊锡丝。5)焊后加热拿开焊锡丝后，不要立即拿走烙铁，继续加热使焊锡完成润湿和扩散两个过程，直到是焊点最明亮时再拿开烙铁，不应有毛刺和空隙。6)冷却在冷却过程中不要移动插件元件。3.5软件设计流程图：开始程序初始化显示第一个字调用延时程序显示第二个字调用延时程序显示第三个字调用延时程序显示第N个字.跳转到第一个字4. 结果分析我们做了将近五天的排查，电路一直是灯全亮，没有必要器件来测试电路是哪里出错，最后只能重新买硬件重新设计电路，电路按键由原本的两个按键控制显示上一个字与下一个字简化为一个复位键。5. 心得体会这次单片机原理课程设计经历了一个星期，自这一个星期中可以说苦多于甜，但是通过这次课设让我学到了很多，很系统的，从硬件，软件编程设计进行了制作，收获很大。 本学期通过学习单片机这门课，让我们了解到单片机的应用领域：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 通过课设，我把单片机这门课用到了实践上，学到了很多在书本上锁没有学到过的知识。在制作过程中，我们每一步要做什么，每一部要完成什么任务都有一个很清楚的思路，在程序测试的过程中也要有利于查错。通过这次单片机实习，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似课设就为我们提供了良好的实践平台。在制作时，要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的