基于单片机的拉幕式数码显示技术--课程设计.doc

单片机课程设计单片机程设计报告题 目： 拉幕式数码显示技术 电气工程学院拉幕式数码显示技术摘要：单片机具有体积小，重量轻，控制灵活方便，价格低廉等优点，通常配以简单的外围电路就可以构成一个完整的控制系统。用AT89S51单片机的P0.0/AD0P0.7/AD7端口接数码管的ah 端，8 位数码管的S1S8 通过74LS138译码器的Y0Y7 来控制选通每个数码管的位选端。AT89S51 单片机的P1.0P1.2 控制74LS138 的A，B，C 端子。在8 位数码管上从右向左循环显示“12345678”。能够比较平滑地看到拉幕的效果。关键字：单片机 AT89S51 74LS138 拉幕式数码显示Abstract: 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 the 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-screen digital display目录1总体设计方案31.1概述31.2系统总体流程方框图31.2.1主程序框图 31.2.2中断服务程序框图51.3元件61.3.1基本元件61.3.2基本芯片62芯片介绍72.1单片机AT89S5172.1.1AT89S51芯片简介及功能概述.72.1.2引脚功能介绍82.2芯片74LS13892.2.1 74LS138概述92.2.2 74LS138引脚介绍103电路模版设计 114软件设计.124.1 总体设计方案 124.2 汇编程序设计 125总结155.1设计总结155.2 心得体会 156参考文献167附录17拉幕式数码显示技术1总体设计方案1.1概述：单片机具有体积小，重量轻，控制灵活方便，价格低廉等优点，通常配以简单的外围电路就可以构成一个完整的控制系统。用AT89S51单片机的P0.0/AD0P0.7/AD7端口接数码管的ah 端，8 位数码管的S1S8 通过74LS138译码器的Y0Y7 来控制选通每个数码管的位选端。AT89S51 单片机的P1.0P1.2 控制74LS138 的A，B，C 端子。在8 位数码管上从右向左循环显示“12345678”。能够比较平滑地看到拉幕的效果。1.2系统总体流程方框图1.2.1主程序框图显示缓冲区初始化开 始必要参数初始化T0 初始化，TH0，TL0 装入初值等待中断T0 工作并开中断图11.2.2中断服务程序框图T0 中断入口位选数据加1通过查表方式，获得显示代码送入P0位选数据8 吗？位选数据送P1位选数据0CNT加10.4 秒定时到了吗？CNT0CNT9 吗？中断返回根据CNT 来决定显示几位数据图21.3元件1.3.1基本元件拉幕式数码显示设计中选用的元件有1个晶振，2个电容，1个电阻，1电解电容及2个4位数码管。1.3.2基本芯片在此设计中选用了单片机AT89S51，和74LS138。图3图42芯片介绍2.1单片机AT89S512.1.1AT89S51芯片简介及功能概述：AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器可在线编程也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为用户提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。AT89S51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速储存器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。图52.1.2引脚功能介绍：VCC：电源电压GND：接地PO口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口，作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据储存器或程序储存器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 在Flash编程时，PO口接收指令节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 Flash编辑和程序校验期间，P1接收低8位地址。表1端口引脚第二功能P1.5MOSI（用于ISP编辑）P1.6MISO（用于ISP编辑）P1.7SCK（用于ISP编辑）P2口：P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据储存器（例如执行MOVX DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据储存器（如执行MOVX Ri指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写如“1”时，他们被内部上拉电阻高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。 P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是他的第二功能： P3口还接收一些用于Flash闪速储存器编译和程序校验的控制信号。表2端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外中断0）P3.3（外中断1）P3.4T0（定时/计数器0）P3.5T1（定时/计数器1）P3.6（外部数据储存器写选通）P3.7（外部数据储存器读选通）RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR 的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。ALE/ ：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此他可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE的脉冲。 对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（） 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。：程序储存器允许（）输出是外部程序储存器的选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的信号。EA/VPP：外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压VppXTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端XTAL2：振荡器反相放大器的输出端2.2芯片74LS1382.2.1 74LS138概述74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器，若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。图62.2.2 74LS138引脚介绍A、B、C 译码地址输入端 G1 选通端 /(G2A)、/(G2B) 选通端（低电平有效） Y0Y7 译码输出端（低电平有效）表3：功能表3电路模版设计3.1电路原理图1.把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0P0.7/AD7 用8 芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ah 端口上；2.把“三八译码模块”区域中的Y0Y7 用8 芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S8 端口上；3.把“单片机系统”区域中的P1.0P1.2 端口用3 根导线连接到“三八译码模块”区域中的A、B、C“端口上；图74软件设计4.1总体设计方案动态数码显示技术；如何进行动态扫描，由于一次只能让一个数码管显示，因此，要显示8位的数据，必须经过让数码管一个一个轮流显示才可以，同时每个数码管显示的时间大约在1ms 到4ms 之间，所以为了保证正确显示，我必须每隔1ms，就得刷新一个数码管。而这刷新时间我们采用单片机的定时/计数器T0 来控制，每定时1ms 对数码管刷新一次，T0 采用方式2。在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟8 个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。4.2 汇编程序设计DISPBUF EQU 30HDISPCNT EQU 38HDISPBIT EQU 39HT1CNTA EQU 3AHT1CNTB EQU 3BHCNT EQU 3CHORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START: MOV DISPCNT,#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,#DISPBUFMOV 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,#00HMOV 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,#8MOV 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,6FH,00