8×8LED点阵显示数字0到9.doc

精品文档 单片机技术单片机技术 课程设计说明书课程设计说明书 设计课题 8 8 点阵 专业 系 专业 系 电气学院电气学院 班班 级级 学生姓名学生姓名 指导老师指导老师 完成日期完成日期 精品文档 目目 录录 1 课程设计目的 1 2 课程设计题目和要求 1 3 设计内容 1 3 1 系统功能的描述 1 3 2 系统硬件设计 1 3 1 1 AT89S51 芯片的介绍 2 3 2 2 时钟电路的设计 4 3 2 3 复位电路的设计 4 3 2 4 驱动电路的设计 5 3 2 5 8 8LED 点阵 5 3 3 系统软件设计 6 3 3 1 计数器初值计算 6 3 3 2 数字 0 到 9 点阵显示代码的形成 6 3 3 3 程序流程图 7 3 2 4 源程序 8 4 设计总结 11 附录 12 精品文档 1 课程设计目的 课程设计目的 1 巩固和提高学过的基础知识和专业知识 2 提高运用所学的知识进行独立思考和综合分析 解决实际问题的能力 3 培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能 4 增加对单片机的认识 加深对单片机理论方面的理解 5 掌握单片机的内部功能模块的应用 如定时器 计数器 中断 片内 外存贮器 I O 口 串行口通讯等 6 熟练掌握汇编语言的编程方法 将理论联系到实践中去 提高我们的 动脑和动手的能力 2 课程设计题目和要求 课程设计题目和要求 1 课程设计题目 单片机控制的跑马灯设计 2 要求 利用 8 8LED 点阵显示数字 0 到 9 3 设计内容 设计内容 3 1 系统功能的描述系统功能的描述 用单片机控制 8 8LED 点阵滚动显示数字 0 到 9 利用硬件与软件相结合 的方法 通过单片机将数字的代码分别送到相应的列线上面 经过软件编程使 二极管从0 到 9依次显示数字 如此循环 精品文档 3 2 系统硬件设计系统硬件设计 时钟电路 复位电路 P0 AT89S51 P2 三极管驱动电路 8 8LED 点阵 显示器 电 源 电 阻 图1 系统框图 显示的硬件方式采用以 AT89S51 单片机为核心的电路来实现 主要由 AT89S51 芯片 时钟电路 复位电路 驱动电路 8 8LED 点阵 5 部分组成 系统框图如图 1 所示 3 1 1 AT89S51 芯片的介绍 1 I O 端口线输入输出引脚 P0 0 P0 7 39 32 P0 口食一个漏极开路型准双向 I O 口 在访问外 部存储器时 它是分时多路转换地址 低 8 位 和数据总线 在访问期间激活 了内部内部的上拉电阻 在 E PROM 编程时 它接受指令字节 而在验证程 序时 则输出指令字节 P1 0 P1 7 1 8 P1 口是带内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 0 P2 7 21 28 P2 口是一个内部带上拉电阻的 8 位双向 I O 口 在访问外部存储器时 它送出高 8 位地址 P3 0 P3 7 10 17 P3 口是一个内部带上拉电阻的 8 位双向 I O 口 在 MCS 51 中 这 8 个引脚还兼有专用功能 P3 的 8 条口线都定义有第二功 能 其具体功能如表 1 所示 表 1 P3 口的第二功能 引脚第二功能信号名称 P3 0RXD串行数据接收 P3 1TXD串行数据发送 精品文档 P3 20 外部中断 0 申请 P3 31 外部中断 1 申请 P3 4T0定时 计数器 0 的外部输入 P3 5T1定时 计数器 1 的外部输出 P3 6WR外部数据存储器写选通 P3 7 RD 内部数据存储器写选通 2 控制线控制引脚 ALE PROG PSEN RST VPD EA VPP ALE 30 地址锁存控制信号 在系统扩展时 用于控制 P0 口输出的低 8 位地址锁存起来 以实现地位地址和数据的隔离 此外 由于 ALE 是以晶振 的固定频率输出正脉冲 因此 可作为外部时钟或外部定时脉冲使用 6 1 PSEN 29 外部程序存储控制信号 在外部 ROM 时 有效 低电平 以实现外部 ROM 单元的读操作 EA 31 访问程序存储控制信号 当信号为低电平时 对 ROM 的读操 作限定在外部程序存储器 当信号为高电平时 对 ROM 的读操作时从内部程 序存储器开始 并可延至外部程序存储器 RST 9 复位信号 但输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平 时即为有效 用以完成单片机的复位初始化操作 3 外接晶体线 XTAL 1 19 和 XTAL 2 18 外接晶体引线端 当使用芯片内部时钟时 此二引线端用于外接石英晶体和微调电容 当使用外部时钟时 用于接外部时 钟脉冲信号 4 主电源引脚 VCC 40 5V 电源 VSS 20 地线 GND 3 2 2 时钟电路的设计 时钟电路有 AT89S51 的 18 19 脚的时钟端 XTAL 1 及 XTAL 2 以及 12MHz 晶振 Y1 电容 C1 C2 组成 采用片内振荡方式 如图 2 所示 精品文档 图 2 时钟电路 3 2 3 复位电路的设计 复位电路采用简易的上电复位电路 主要由电阻 R1 R2 电容 C3 开关 K 组成 分别接至 AT89S51 的 RST 复位输入端 如图 3 所示 图 3 复位电路 3 2 4 驱动电路的设计 LED 驱动模块是 LED 显示屏设计的关键部分 驱动电路设计的好坏直接 关系到 LED 显示屏的亮度 稳定度等重要指标 本次设计中 LED 的驱动是采 用三极管和 74LS154 实现的 此系统中驱动电路是由 74LS154 和三极管组成的 原理图如图 4 所示 精品文档 图 4 驱动电路 3 2 5 8 8LED 点阵 1 工作原理 8 8 点阵共由 64 个发光二极管组成 且每个发光二极管是放置在行线和列 线的交叉点上 当对应的某一行置 1 某一列置 0 则相应的二极管就亮 如图 5 所示 如 要将第一个点亮 则 9 脚接高电平 13 脚接低电平 则第一个点就亮了 如果 要将第一行点亮 则第 9 脚要接高电平 而 13 3 4 10 6 11 15 16 这些引脚接低电平 那么第一行就会点亮 如果将第一列点亮 则第 13 脚接低 电平 而 9 14 8 12 1 7 2 5 接高电平 那么第一列就会点亮 精品文档 图 5 8 8 LED 点阵 2 接线方法 LED 的行扫描端接到单片机的 P0 口 列扫描端接置三极管的发射极 列 扫描端用于 LED 的数据扫描 通过 74LS154 的译码和三极管的驱动 使 LED 发光 行扫描通过 P0 口为 LED 的显示给出相应的数据 3 3 系统软件设计系统软件设计 3 3 1 计数器初值计算 计算公式 计数 TTMTC 式中 TC 为定时初值 T计数是单片机时钟周期 TCLK的 12 倍 M 为计数 器摸值该值和计数器工作方式有关 在方式 0 时 M 为 213 在方式 1 时 M 的值 为 216 在方式 2 和 3 为 28 smsTC 1 4216 HF06061536400065536 3 3 2 数字 0 到 9 点阵显示代码的形成 假设显示数字 0 形成的列代码为 00H 00H 3EH 41H 41H 3EH 00H 00H 只要把这些代码分别送到相 应的列线上面 即可实现 0 的数字显示 送第一列线代码到 P3 端口 同时 置第一行线为 0 其它行线为 1 延时 4ms 送第二列线代码到 P3 端口 同时置第二行线为 0 其它行线为 1 延时 4ms 如此下去 直到送完最 后一列代码 又从头开始送 图为数字 0 到 9 代码建立如图 6 所示 图 6 数字 0 到 9 的代码建立图 精品文档 数字 0 到 9 点阵显示代码 0 00H 00H 3EH 41H 41H 41H 3EH 00H 1 00H 00H 00H 00H 21H 7FH 01H 00H 2 00H 00H 27H 45H 45H 45H 39H 00H 3 00H 00H 22H 49H 49H 49H 36H 00H 4 00H 00H 0CH 14H 24H 7FH 04H 00H 5 00H 00H 72H 51H 51H 51H 4EH 00H 6 00H 00H 3EH 49H 49H 49H 26H 00H 7 00H 00H 40H 40H 40H 4FH 70H 00H 8 00H 00H 36H 49H 49H 49H 36H 00H 9 00H 00H 32H 49H 49H 49H 3EH 00H 3 3 3 程序流程图 主程序流程图如图 7 所示 开始 初始化 调出显示程序 调整数据指针 Y 是否显示完毕 N 图 7 主程序流程图 3 2 4 源程序 TIME EQU 30H CNTA EQU 31H CNTB EQU 32H 精品文档 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP T0X ORG 30H START MOV TIME 00H MOV CNTA 00H MOV CNTB 00H MOV TMOD 01H MOV TH0 0F0H MOV TL0 60H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP T0X MOV TH0 0F0H MOV TL0 60H MOV DPTR TAB MOV A CNTA MOVC A A DPTR MOV P3 A MOV DPTR DIGIT MOV A CNTB MOV B 8 MUL AB ADD A CNTA MOVC A A DPTR MOV P1 A INC CNTA MOV A CNTA 精品文档 CJNE A 8 NEXT MOV CNTA 00H NEXT INC TIME MOV A TIME CJNE A 250 NEX MOV TIME 00H INC CNTB MOV A CNTB CJNE A 10 NEX MOV CNTB 00H NEX RETI TAB DB 0FEH FDH 0FBH 0F7H 0EFH 0DFH 0BFH 07FH DIGIT DB 00H 00H 3EH 41H 41H 41H 3EH 00H DB 00H 00H 00H 00H 21H 7FH 01H 00H DB 00H 00H 27H 45H 45H 45H 39H 00H DB 00H 00H 22H 49H 49H 49H 36H 00H DB 00H 00H 0CH 14H 24H 7FH 04H 00H DB 00H 00H 72H 51H 51H 51H 4EH 00H DB 00H 00H 3EH 49H 49H 49H 26H 00H DB 00H 00H 40H 40H 40H 4FH 70H 00H DB 00H 00H 36H 49H 49H 49H 36H 00H DB 00H 00H 32H 49H 49H 49H 3EH 00H END 4 设计总