项目2_单片机LED数码管显示抽奖器制作

项目2单片机LED数码管显示抽奖器制作 项目说明 公司年会 年终Party 迎新晚会 超市的节日抽奖促销等等 各种各样的聚会和活动少不了安排抽奖助兴 传统的纸签和彩球方式既单调又麻烦 本项目用MCU设计一款抽奖器 要求用4位LED数码管显示中奖号码的阿拉伯数字 0 9 按动启动按钮 抽奖器自动随机编码 松开按钮时 抽奖器停止运行并稳定显示中奖号码 要求 用51单片机设计与制作 最大可支持9999以内的人或号码抽奖活动 有一位主持人进行按键抽奖 操作便捷 2 1一位LED数码管数字显示设计与仿真 用51MCU的P1口控制一位8段LED数码管 上电后自动显示0 稍过一段时间显示1 再显示2 直到9再回到0 如此循环 了解数码管 LED数码管广泛应用于仪表 时钟及各种家用产品的显示模块中 LED数码管的内部结构 LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成的 8 字形显示器件 电路已在内部连接完成 外部引脚是它们的各个笔画和公共端 LED数码管常用段数一般为7段并另加一个小数点 还有米字管和符号管 LED数码管根据接法不同分为共阴和共阳两类 只是它们所接的电源极性不同而已 发光原理是一样的 一位LED数码管内部电路原理及外部引脚正视图 LED数码管结构及原理 一位LED数码管通常有10个引脚 每个 包括小数点 占用一个引脚 另外两个引脚为公共端 内部已经连通 用时可以只接其中一个 当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时 该笔画亮 不加电压或无正向电压则暗 MCU与LED的连接与字型编码 共阳与共阴LED数码管0 9字形编码表 静态显示与动态显示 根据LED数码管的显示控制方式的不同 可以分为静态显示和动态显示 静态显示是指各位数码管的公共端恒定的接地 共阴极 或接 5V 共阳极 每个数码管的8个显示笔划引脚分别与一个八位I O端相连 数码管的各位相互独立 静态显示与动态显示 2位共阳静态显示数码管电路原理图 静态显示与动态显示 动态显示是应用最为广泛的一种显示方式 是将所有的数码管的8个显示笔划引脚 a b c d e f g dp 的同名端连在一起 另外 每个数码管的公共端COM由各自独立的I O引脚选通控制 当MCU输出字形码时 所有数码管都接收到相同的数据 数码管最终显示的字形取决于MUC对位选通端的控制 只要将需要显示的数码管的位选通控制打开 该位就显示出字形 没有选通的数码管就不会显示 静态显示与动态显示 静态显示与动态显示 请分别完成用两位静态与两位动态显示自己最后两位学号电路与程序设计与仿真 不考虑LED数码管驱动电路 2 2中断法实现按键加1显示设计与仿真 用中断的方法实现按键加1显示设计与仿真 在51MCU的外部中断引脚P3 2 INTO 接一个按键 实现每按一次按键使P2口所接的数码管显示值加一次1 中断系统简介 中断过程示意图 中断装置和中断处理程序统称为中断系统 中断系统简介 中断是CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应 引起中断的事件称为中断源 中断源向CPU提出处理的请求称为中断请求 发生中断时被打断程序的暂停点成为断点 CPU暂停现行程序而转为响应中断请求的过程称为中断响应 处理中断源的程序称为中断处理程序 CPU执行有关的中断处理程序称为中断处理 而返回断点的过程称为中断返回 中断的实现实行软件和硬件综合完成 硬件部分叫做硬件装置 软件部分称为软件处理程序 中断的嵌套 执行一个中断时又被另一个事件打断 暂停该中断处理过程转去处理这个更重要的事件 处理完毕之后再继续处理本中断的过程 叫作中断的嵌套 中断源与终端标志 能够引起中断的设备或事件称为中断源 它可以分成外部中断源与内部中断源 终端系统结构图 定时器 计数器控制寄存器TCON 锁存了外部中断源及其触发方式 定时器T0和T1溢出中断 TCON寄存器中的IE0 IT0 IE1 IT1 TCON中的位格式如下 定时器 计数器控制寄存器TCON IE0 为外部中断 INT0的请求标志位 当 INT0引脚上出现中断请求信号 低电平或脉冲下降沿 时 硬件自动将IE0置 1 产生中断请求标志 IT0 外部中断 INT0触发方式控制位 由软件来置 1 或清 0 以控制外部中断 INT0的触发方式 当IT0 1时 外部中断 INT0为下降沿触发 当IT0 0时 外部中断 INT0为电平触发 即外部中断 INT0出现低电平时 触发IE0 使其为 0 IE1 外部中断 INT1的请求标志位 功能与IE0相同 IT1 外部中断 INT1触发方式控制 功能与IT0相同 串行口控制寄存器SCON TI 串行口内部发送中断请求标志位 当串行口发送完一个字符后 由内部硬件使发送中断标志TI置位 产生中断请求标志 RI 串行口内部接收中断请求标志位 当串行口接收到一个字符后 由内部硬件使接收中断请求标志位RI置位 产生中断请求标志 中断控制与中断控制寄存器IE IP 中断允许寄存器IE 中断控制与中断控制寄存器IE IP 中断优先级寄存器IP 中断控制与中断控制寄存器IE IP EX0 外部中断0允许位 EX0 1 允许外部中断0中断 EX0 0 禁止外部中断0中断 ET0 T0溢出中断允许位 ET0 1 允许T0中断 ET0 0 禁止T0中断 EX1 外部中断1允许位 EX1 1 允许外部中断1中断 EX1 0 禁止外部中断1中断 ET1 T1溢出中断允许位 ET1 1 允许T1中断 ET1 0 禁止T1中断 ES 串行中断允许位 ES 1 允许串行口中断 ES 0 禁止串行口中断 EA 中断总允许位 EA 1 CPU开放中断 EA 0 CPU禁止所有的中断请求 总允许EA好比一个总开关 中断控制与中断控制寄存器IE IP PX0 外部中断0优先级控制位 PX1 1 外部中断0为高优先级 PX0 0 为低优先级 PT0 T0中断优先级控制位 PT0 1 定时器T0为高优先级 PT0 0 为低优先级 PX1 外部中断1优先级控制位 PX1 1 外部中断1为高优先级 PX1 0 为低优先级 PT1 T1中断优先级控制位 PT1 1 定时器T1为高优先级 PT1 0 为低优先级 PS 串行口中断优先级控制位 PS 1 串行口为高优先级 PS 0 为低优先级 MCS 51单片机复位后 IP寄存器低5位全部被清0 将所有中断源设置为低优先级中断 同优先级时的优先级顺序如表所示 中断控制与中断控制寄存器IE IP 中断的处理过程 1 响应 如果没有被下述条件所阻止 将在下一个机器周期的状态周期S1响应激活了的最高级中断请求 1 CPU正在处理相同的或更高优先级的中断 2 现行的机器周期不是所执行指令最后一个机器周期 3 正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令 CPU在执行RETI或访问IE IP的指令后 至少需要再执行一条指令才会响应新的中断请求 如果上述条件中有一个存在 CPU将丢弃中断查询的结果 CPU响应中断时 先置相应的优先级状态触发器 该触发器指出CPU开始处理的中断优先级别 然后执行一个硬件子程序调用 使控制转移到相应的入口 中断请求源申请标志清0 TI和RI除外 硬件把程序计数器PC的内容压入堆栈 把中断子程序 即中断服务程序 的入口地址 中断向量 送入程序计数器PC 中断的处理过程 中断的处理过程 2 中断服务 中断服务程序由程序员编写 用于满足用户的特定需求 3 中断返回 RETI指令表示中断服务程序的结束 CPU执行该指令时 一方面把响应中断时所置位的优先级状态触发器清0 使得单片机可以继续响应别的中断请求 另 方面从栈顶弹出断点地址 两个字节 送