4位拨动开关控制数码管显示系统

1、4位拨动开关控制数码管显示系 统作者:日期:4 M工务*课程设计说明书课程名称：单片机技术原理及应用设计题目:4位拨动开关控制数码管显示系统院 系：电子信息与电气工程学院学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：2012年5月18日课程设计任务书设计题目4位拨动开关控制数码管显示系统设计学生姓名所在院系 *Sfi酒专业、年级、班设计要求：1、用拨动开关的低 4位为输入，控制数码管显示器的输出；2、数码管的显示为从 0到F;3、具有电源开关及指示灯，有复位按键；4、局4位开关屏敝；学生应完成的工作：1、通过单片机原理课程设计，了解单片机应用系统的基本设计方法，设计步骤，熟悉和掌电路参 数的计算。2、

2、设计多个方案，进行论证比较选出最优方案。3、通过查阅手册和文献资料，提高自己分析和解决实际问题的能力与技巧.4、进一步熟悉软件的正确使用方法，原理图设计。5、认真撰写课程设计总结报告。参考文献阅读：1张毅刚。单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2009。112杜树春。单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006。63谢嘉金.电子线路（第四版）.北京：高等教育出版社，2004。4臧春华。电子线路设计与应用。北京：高等教育出版社，2005.工作计划：5月7日：查阅相关资料，拟定方案；5月8日：进行方案论证，完善设计方案；5月9日：确定硬件方案；5月10日：确定

3、软件及流程图；5月11日：回出硬件电路图并进行仿真和调 成；5月14日：进行焊接；5月15日：焊接及调试；5月16日：往单片机烧写程序；5月17日： 写课程设计报告；5月18日：修改课程设计报告，上交课程设计报告及实物.任务下达日期：2012年5月7"h任务完成日期：2012年5月18日指导教师（签名）：学生（签名）4位拨动开关控制数码管显示系统设计摘 要：以AT89S52芯片为核心，用7805、桥堆、拨动开关等器件设计一个控制电路， 实现由4位拨动开关控制共阳极数码管显示系统的设计.电路由电源模块、复位模块、时 钟模块等。它由5V直流电源供电，用拨动开关的低四位为输入，控制输出端数

4、码管显 示器的输出。用编程语言编写程序，系统能够实现如下功能：上电后数码管默认显示为“8”，调整4位拨动开关按二进制输入，按确定键后数码管显示对应的数字“ 0” 一 “ F”。 关键词：4位拨位开关；AT89S52芯片;共阳数码管；目 录1.设计背景 11。1。单片机设计背景 11。2.设计目的 12。设计方案 12。1方案一 12。2方案二 13 .方案实施 23.1 单片机的基本结构 33。2硬件模块电路 33。3软件程序设计 64 .结果与讨论 84.1 结果 84。2讨论 95 .收获与致谢 96 .参考文献 97。附件 101 .设计背景1.1 单片机设计背景目前单片机渗透到我们生活

5、的各个领域。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1。2设计目的在理论学习的基础上，通过完成一个单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统 目标板的设计与编程应用，能够增强我们理论联系实际的能力，进一步熟练相关专业基 础知识的综合应用，提高实际动手能力和设计能力。

6、对电子电路、电子元器件、印制电 路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器 设备的使用技能等方面得到全面的锻炼和提高。2。设计方案2。1方案一使用单片机P1 口，由4位DIP开关从P1 口低四位输入，高四位输出，译码部分采 用74LS247译码器，送往共阳极数码管显示。本方案编程简单，占用 I/O端口少，但电 路设计较复杂，硬件增多，成本增高。2。2方案二本方案的译码部分由单片机编程实现,P0 口接共阳数码管，由4位DIP开关从P1 口低四位输入，经软件译码，送往P0 口，在数码管显示相应的数字。由于译码部分采用 了软件实现，省去了译码电路，成本降低，电路设计

7、简单，但编程较方案一复杂，而且占用I/O端口多，占用系统资源。综合考虑，确定采用方案二实现。3.方案实施3。1单片机基本结构AT89S52单片机的引脚分布如图1所示:| I"卜 P1.U -J /14U1 VCC(TXEX)尸LI rr工7 PD.a rADO)3an丁 F0.1 |AC I)尸 l-W -4a7 Pt>_2 (ADZ)F»1 .4 -口KE丁 FD.3 | 百口 m口Bl) QIgk54jiMiM白卜卢1去一7加1PD.S ADBJPT T 1B_ PD.E 段X5T匚53 二二 F0.7 lAC7jKK 口 t F 31321N 口 U. 111m

8、 口_ alb pfjOGdMTJi"1235 PENf32-fl户；7 1G：T0 j P-3.4 -M27P2.E |A F4VI I F3 口152GF2=5 |A*3*15N5_ P2.4 1M工|jRDf 2r _724 P2.3 , Al I 卜xtal?23P? 2 |AWXTAL1 _N工工J P2. 1 |A9)SHD土口£1户今nablDIP-40封装89s52引腓图图1AT89S52 引脚分布图AT89C52t1片机介绍VCC电源.GND接地.P0 口： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1 口 的管脚第一次写1时

9、,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程 序数据存储器，它可以被 定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校 验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高.P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流.P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作 输入,P1 口被外部下拉为低 电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASHY程和校验时，P1 口作为第八 位地址接收.P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8位双向I/O 口,P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL门电流，当P2 口被

10、写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因 此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故.P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八 位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读 写时，P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在FLASH®程和校验时接收高八位地 址信号和控制信号。P3 口:P3 口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL门电流。 当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉 为低电

11、平,P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3o 1 TXD （用行输出口）P3.2 /INT0 （外部中断0）P3.3 /INT1 （外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3o 5 T1 （记时器1外部输入）P3o 6 /WR （外部数据存储器写选通）P3o 7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 3。2硬件模块电路 ? 电源电路模块电源电路模块原

12、理图如图2所示。电源电路由桥堆、1个22uF电解电容、7805、1个33pF瓷片电容、一个电源指示灯和一个300欧姆电阻组成，通过电源电路实现整流、滤波和稳压的作用，能够输出5V的稳定直流电压使单片机工作在稳定的 5V直流激励下。图2电源电路图? 复位电路模块复位模块电路图如图3所示。AT89S52的复位是由外部的复位电路实现的。设计复位电路为采用按键电平复 位电路，复位电路由1个22uF的电解电容和1个按键及1个300欧姆的电阻组成, 电路模块一端接VC5端接AT89S52勺RSTt脚。图3复位电路? 时钟电路模块AT89S52单片机各功能部件的运行都以时钟控制信号为基准工作的,时钟频率 直

13、接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性，分为内 部时钟方式和外部时钟方式，设计电路为外部时钟方式，如图 4所示.时钟电路由2个33pF的瓷片电容和1个12M晶振，连接到AT89S52的第十八、十九管脚，两电容之间通过导线接地?硬件原理图设计的硬件原理图如图5所示.由电源模块、复位模块、数码管模块以及时钟模块等组成图5硬件原理图? 数码管显示常见的数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，叫七段数码管，如图6所示：comg f I a bfIZIbtt-Irre 4 c dpcom图6数码管引脚图共阳极数码管里面的发光二极管阳极接在一起作为公共引脚，在正常使用时此引脚

14、接电源正极，当发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，从而显示相应的数 字。共阳数码管的显示编码为：0c0H,0F9H,0A4H0B0H,99H 92H, 82H, 0F8H,80H,90H,88H, 83H, 0c6H,0A1H,86H,8EH3.3软件程序设计根据要求：程序先给数码管送数字“ 8”,然后等待K1键按下，当K1键按下时,从P1 口读入数据，送到P0在数码管显示。程序流程图如图 7所示:图7程序流程图程序如下:ORG 0000HSTART MOV DPTR T TABLEMOV P0 , #80HMAIN JB P3o 0, L1LCALL DELAYJB P3 。 0,

15、 L1MOV P1 , #0FFHMOV A,P1ANL A, #0FHMOVC A , A+DPTRMOV P0 , ALJMP MAINLJMP MAINDELAY:MOV R7, 20DL0:MOV R6 , 0 0FFHDL1 : DJNZ R6,DL1DJNZ R7 , DL0RETTABLE:DB 0C0H,0F9H 0A4H,0B0H,99H 92H, 82HDB 0F8H , 80H,90H, 88H,83H, 0C6H 0A1H,86H 8EHEND4.结果与结论4。1结果将元器件焊接到万能板上之后，往AT89S52芯片中烧写好程序，接通电源，发光二 级管亮，数码管显示数字8

16、,拨动拨码开关调节输入，按下确认按键数码管上显示不同的 数字从“0”到“F”。调整4位拨动开关按二进制输入：当DIP开关为“ 0000”，数码管显示“ 0” ；当DIP开关为“ 0001”,数码管显示“ 1” ；当DIP开关为“ 0010”，数码管显示“ 2” ；当DIP开关为“0011”，数码管显示“3” ；当DIP开关为“ 0100”，数码管显示“ 4"当DIP开关为“0101”,数码管显示“ 5”;当DIP开关为“0110”，数码管显示“ 6” ；当DIP开关为“0111”，数码管显示“ 7” ；当DIP开关为“ 1000”，数码管显示“ 8” ；当DIP开关为“1001”，数

17、码管显示“ 9” ；当DIP开关为“ 1010”，数码管显示“ A”；当DIP开关为“ 1011”，数码管显示“ B” ；当DIP开关为“1100”，数码管显示“ C” ；当DIP开关为“1101”，数码管显示“ D”;当DIP开关为“1110”，数码管显示“ E” ；当DIP开关为“ 1111”，数码管显示“ F” ；按复位键后数码管显示为“ 8”。4。2结论根据所得到的结果即不同的输入时，数码管上显示的数字可以得出所设计的硬件原 理图和软件能够实现设计要求的拨动开关控制数码管显示系统，每个电路模块包括电源模块、时钟电路模块以及复位模块都正常的工作实现功能。在进行实际操作时要考虑到 各方面的

18、问题，像仿真结果正确，实物图不一定正常工作，要经过不断的调试检查，得出 正确的结果.单片机具有强大的功能，通过输入设备发出各种控制指令和数据到单片机， 单片机接受一系列指令到，执行一定功能后，可通过输出设备输出。5 .收获与致谢通过这两周的课程设计，我学到了不少东西 .课程设计不仅考察我们的动手能力， 理论联系实际的能力，还考察我们的团队合作能力，小组成员分工合作共同探讨，积极 努力完成了这次课程设计。这次课程设计不仅提高了自己的动手能力，拓展了自己的思 维，增强了将理论知识和实际动手操作相结合的能力。虽然我们所设计的4位拨动开关控制数码管显示系统相对简单一些，但是过程相当复杂，刚开始焊接好元

19、器件，程序烧 写好后，我们的实物不能正常的工作，在范秋凤老师的精心指导下经过不断的调试，终于 调试成功，这对对我们是很好地锻炼，这样不仅对相关的课程知识认识的更深刻，提高 了学习兴趣，对以后的学习有很好的指导作用.感谢范秋凤老师的精心指导和帮助，同时 也感谢我们小组的成员。在今后的学习中，要继续不断努力，刻苦学习，不断的提高自己.6 .参考文献1张毅刚.单片机原理及应用。北京：高等教育出版社，2009.112杜树春。单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.6 3谢嘉奎.电子线路（第四版）.北京：高等教育出版社，2004.4臧春华。电子线路设计与应用 .北京：高等教育出版社,2005.7 .附件1、元器件清单元器件清单如表1所示。表1 4 位拨动开关控制数码管显示元器件清单元器件名称型号规格数量AT89S521晶振11.0592MHZ1共阳极数码管1位1桥堆2W101拨动开关140脚IC