6位数码管动态显示Word

天津滨海职业学院毕业设计论文论文名称：湿度、温度测量系统姓 名 张丽 专 业 09电子信息工程技术 指导教师 周春梅 天津滨海职业学院二一二年二月目录前言1第一章 总体设计11.1 背景11.2 电路原理图11.3 技术特点1第二章 总体设计22.1 89C51芯片22.1.1 电源引脚22.1.2 外接晶振引脚22.1.3 输入输出引脚22.1.4 控制引脚32.1.5 存储器结构32.2 74LS245芯片42.2.1 芯片说明42.2.2 电源引脚52.2.3 输入输出引脚52.2.4 控制引脚52.3 74LS04芯片52.3.1 芯片说明62.3.2 电源引脚62.4 显示数码管72.4.1 动态显示驱动72.4.2 显示效果82.4.3 安全性8第三章 程序设计及流程图93.1 6位数码管动态显示“012345”程序93.2 程序流程图10第四章 硬件设计114.1 输入显示电路114.2 输出显示电路12第五章 结论14【谢 辞】15【参考文献】16 第一章 引 言前言现代电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。传感器是信息采集的重要工具，传感器技术与通信技术（信息传输）和计算机技术（信息处理），构成了现代信息技术的三大支柱，它们在信息系统中分别起着“感觉”，“神经”，和“大脑”的作用。现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化，体积最小化，功耗最低化的方向发展。它与传统电子产品在设计上的显著区别：一是大量使用大规模可编写芯片，以提高产品性能，缩小产品体积，降低产品功耗；二是广泛运用现代计算机技术，以提高电子设计自动化程序，缩短开发周期，提高产品的竞争力。单片机的单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛地嵌入到电子系统，办公自动化、舰船、个人信息终端及通信产品等方方面面，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。测量温湿度的关键是温湿度传感器，温湿度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式传感器，模拟集成传感器，智能集成传感器。目前，国际上新型温湿度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本次介绍智能集成温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1101的结构特征；以STC89C52单片机为控制器，以1602型LCD为显示器的温湿度测量装置；单片机对温、湿度传感器的控制程序，温、湿度的读取，16进制到BCD码转换以及LCD显示程序。使用DS1820的测温系统电路简单，测温精度高，连接方便，占用处理器I/O端口少。使用HS1101的湿度传感器价格低廉，精度高，软件资源丰富。但是较小的硬件开销意味着相对复杂的软件补偿，传感器与处理器间采用串行的数据通信，因此在进行软件设计时设计汇编程序时I/O的时序就显得较为复杂。温湿度是最基本的环境参数，人们的生活与其息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温湿度，在农业生产中也离不开温湿度的测量，因此研究温度和湿度的测量方法和装置具有重要的意义。第一章 总体设计1.1 背景 电工电子技术的飞速发展在电力工业中，比比皆是， 电子技术的飞速发展，方便人们的生产，生活。特别是单片机技术的进步，在生产中应用十分广泛，人们设计各种各样的电路来控制生产中的操作。1.2 电路原理图采用89C51单片机芯片，通过P1，P2口与外围电路相连接，外围电路74LS245芯片与74LS04芯片分别与89C51的P1，P2口相关引脚相连接，并驱动数码管显示工作，电路中还包括一时钟电路和复位电路。系统原理图如下：数码管显示电路 74LS24574LS04 89C51 复位电路时钟电路图11.3 技术特点 89C51单片机，I/O端口都是双向。74LS245为三态输出的八组总线接收/输出器。74LS04为六组反相器，电源输入电压约7v，工作环境温度为070度。 第二章 总体设计2.1 89C51芯片89C51单片机有40个引脚，引脚图如下： 89C51 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.2P0.138P0.039VCC40 图二2.1.1 电源引脚VCC（第40引脚）：接电源+5VGND （第20引脚）：接电源负极，即接地。2.1.2 外接晶振引脚XTAL1（第19脚）：片内反相放大器输入端XTAL2（第18脚）：片内反相放大器输出端2.1.3 输入输出引脚P0.0-P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口既是一个通用I/O端口又可作为地址/数据线使用。 P1.0P1.7（第1-8脚）：P1口的8个引脚。P1口是准双向口，只能作为通用I/O端口使用。 P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一个通用I/O端口，在实际应用中可以用于为系统提供高8位地址。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口的8个引脚。P3口除作为普通准双向I/O口外，还具有第二功能。P3.0 ：RXD（串行输入口，串行通信时，信号由此输入单片机）。 P3.1： TXD（串行输出口，串行通信时，单片机由此把信号输出）。P3.2：/INT0（外部中断0输入口）。P3.3：/INT1（外部中断1输入口）P3.4：T0（定时器0外部输入口）P3.5：T1（定时器1外部输入口）P3.6；/WR（片外数据存储器写选通输出口）P3.7：/RD（片外数据存储器读选通输出口）2.1.4 控制引脚ALE（第30引脚）：地址锁存控制信号。/EA（第31脚）：访问程序存储控制端RST（第9脚）：复位信号输入端。/PSEN（第29脚）：外部程序存储器读选通信号 2.1.5 存储器结构分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。片内外统一编址64K字节的ROM，128（或256）字节的片内的RAM和64K字节的片外RAM。P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一8位双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口8个引脚。P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。2.2 74LS245芯片74LS245有20个引脚，引脚图如下： 74LS245 图32.2.1 芯片说明74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led或者其他的设备,用法很简单如上图,这里简单的给出一些资料，他是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 当89C51单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。 当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输；（接收） DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输；（发送）当/E为高电平时，A、B均为高阻态。2.2.2 电源引脚VCC（第20引脚）：接电源+5VGND （第10引脚）：接电源负极，即接地。2.2.3 输入输出引脚A0A7(第2第9引脚)：输入引脚B0B7(第11第18引脚)：输出引脚2.2.4 控制引脚 /E(第19引脚)：控制三态数据驱动器DIR(第1引脚)：控制驱动方向2.3 74LS04芯片 74LS04有14个引脚，其引脚图如下：74LS04图四2.3.1 芯片说明74LS14 是一个6反向器， 引脚定义如下图：A端为输入端，Y端为输出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 为输入端， 2，4，6，8，10，12 为输出端，输出结果与输入结果反向。即如果输入端为高电平， 那么输出为低电平。 如果输入低电平，输出为高电平。2.3.2 电源引脚VCC（第14引脚）：接电源+5VGND （第7引脚）：接电源负极，即接地。2.4 显示数码管 共有10个引脚，其引脚图如下：数码管图六2.4.1 动态显示驱动数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。2.4.2 显示效果由于发光二极管基本上属于电流敏感器件，其正向压降的分散性很大， 并且还与温度有关，为了保证数码管具有良好的亮度均匀度，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。另外，当温度变化时驱动芯片还要能够自动调节输出电流 的大小以实现色差平衡温度补偿。2.4.3 安全性即使是短时间的电流过载也可能对发光管造成永久性的损坏，采用恒流驱动电路后可防止 由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。另外，我们所采用的超大规模集成电路还具有级联延时开关特性，可防止反向尖峰电压对发光二极管的损害。超大规模集成电路还具有热保护功能，当任何一片的温度超过一定值时可自动关断。第三章 程序设计及流程图3.1 6位数码管动态显示“012345”程序#include void delay 50ms() THI=0x3c; TL1=0xb0; TR1=1; while (!TF1);TF1=0;main() unsigned char led=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92; unsigned char i ,w; TMOD=0x10; while(1) w=0x10; for(i=0;i6;i+) P2=w; w=1; P1=ledi; delay 50ms (); 3.2 程序流程图 开始89C51初始化数码管“位选端”轮流有效数码管点亮结束 图七第四章 硬件设计 4.1 输入显示电路图八89C51的I/O口P1与八同相三态缓冲器/线驱动器74LS245的2、3、4、5、6、7、8、9端口相接，并由其驱动；P2口与六反相器74LS04的1、3、5、9、11、13端口相接，并由其驱动。4.2 输出显示电路 图九动态显示是一种按位轮流点亮各位数码管的显示方式，即在某一时段，只让其中一位数码管的“位选端”有效，并送出相应的字型显示编码。此时，其他位的数码管因“位选端”无效而处于熄灭状态，下一时段按顺序选通另外一位数码管，并送出相应的字型显示数码，按此循环下去，即可使各位数码管分别间断的显示出相应的字符。第五章 结论 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并连在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样一来，就没有必要每一位数码管配一个锁存器，从而大大简化了硬件电路，选亮数码管采用动态扫描显示，所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字型码和相应的选位利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管都在显示。数码管动态显示接口，（1）连接方法：各位数码管的字形控制端对应地并在一起，由一组I/O端口进行控制，各位的公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。（2）优点：节省I/O端口线 【谢 辞】本论文在老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着老师的心血和汗水，在这学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归