基于单片CPU的8LED显示存储示波器设计

1、课程设计II报告（2013/2014学年 第2学期）题 目：基于单片CPU的8LED显示存储示波器设计专 业 通信工程 学 生 姓 名 倪鑫 班 级 学 号 B11010425 指 导 教 师 林建中 日 期 2014.06.01. 19 目录第一章 任务要求21.1实验目的21.2实验环境21.3课题要求4第二章 整体方案设计62.1整体方案6第三章 功能模块原理73.1 AT89C51单片机73.2动态显示模块93.3键盘模块10第四章 程序代码设计11第五章 仿真测试15第六章 设计小结18第一章 任务要求1.1实验目的在理论课程的基础上，重点培养动手能力，通过电路设计，理论计算，实际编

2、程，调试，测试，分析查找故障，解决在实际设计中的问题，使设计好的电路能正常工作。通过proteus软件的使用，能够较全面的了解单片机的原理和结构组成，单片机系统的扩展应用，较好的掌握单片机的汇编语言程序设计和硬件结构设计，通过实验了解单片机系统研制中的软件，硬件设计和系统程序调试等的全过程，掌握应用单片机系统设计解决实际问题的方式和方法。巩固单片机的课堂所学。1.2 实验环境1. 586微型计算机系统2. Proteus7.4sp3软件3. Keil C51软件1.3 实验步骤1. 点击“Project->New Project ”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程命名，我们选择

3、Atmel 公司的89C51 芯片如图1.1。点击ATMEL 前面的“+”号，展开该层，点击其中的89C51。图1.12. 点击“File->New File ”菜单，建立一个新文件，编写程序并保存，文件名后缀为“.c”。此时，在工程窗口的文件页中，出现了“Target1”，点击“+”号展开，可以看到下一层的“ Source Group1”，这时的工程还是一个空的工程，里面什么文件也没有，需要手动把刚才编写好的源程序加入，点击“Source Group1”使其反白显示，然后，点击鼠标右键，出现一个下拉菜单，选中其中的“Add file toGroup Source Group1” 如图1

4、.2所示，出现一个对话框，要求寻找源文件，注意，该对话框下面的“文件类型”默认为C source file(*.c)，也就是以C 为扩展名的文件。点击“Flash->Configure Flash Tools” 菜单，设置对话框中的 OutPut 页面，如图1.3所示，这里面也有多个选择项，其中Creat Hex file用于生成可执行代码文件（可以用编程器写入单片机芯片的hex格式文件，文件的扩展名为.hex），默认情况下该项未被选中，根据实验要求，选中该项，并保存。 图1.2 图1.33. 在设置好工程后，即可进行编译、连接如图1.4。选择菜单 “Project->Build

5、target”，对当前工程进行连接，如果当前文件已修改，软件会先对该文件进行编译，然后再连接以产生目标代码；如果选择Rebuild All target files 将会对当前工程中的所有文件重新进行编译然后再连接，确保最终生产的目标代码是最新的，而Translate .项则仅对该文件进行编译，不进行连接。若编译连接通过则显示如图1.5。 图1.4 图1.51.4课题要求Ø 基本要求：1 用数码管或LCD正常显示数字“12345678”。2 通过按键可改变显示方式。3 设计显示屏的动态效果，用10个按键，每键对应一种滚动技术。Ø 发挥部分：1 设计所有动作的联合效果。2 设

6、计二个变速按键，可多级改变滚动速度。3 设计一台魔术电子种，采用自动变换，随机组合，数据每10秒变换一次。Ø 动态显示格式：1 静止2 整体闪烁3 单字闪烁4 整体向前、向后滚动5 单字移动6 两边向中间压缩7 中间向两边扩张8 上下压缩9 上下滚动10 组合动作（每一字符执行上述一个动作，并同时运动）第二章 整体方案设计2.1整体方案根据课题要求，使用7SEG-MPX8-CA，通过按键切换，来达到不同的动态显示效果。课题中的要求是用十种动态效果，对应的分别为“1”：禁止显示，“2”：整体闪烁显示，“3"：单字闪烁显示，“4”：整体向前、向后滚动显示，“5”：单字移动显示，

7、“6”：两边向中间压缩显示，“7”：中间向两边扩张显示，“8”：上下压缩显示，“9”：文字上下滚动显示，“10”：组合动作显示。图2.1第三章 功能模块原理3.1 AT89C51单片机（图3.1）Ø 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P0口的管脚第一次写1时，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。 Ø 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4TT

8、L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FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。Ø 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Ø 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

9、，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 Ø 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。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。Ø VCC：供电电压。Ø GND：接地。Ø RST：复位输入。Ø ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电

10、平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。Ø /PSEN：外部程序存储器的选通信号。Ø /EA/VPP：当/EA保持低电平时，此间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。Ø XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。Ø XTAL2：来自反向振荡器的输出。图3.13.2动态显示模块图3.2引脚功能1数码管1片选信号2数码管2片选

11、信号3数码管3片选信号4数码管4片选信号5数码管5片选信号6数码管6片选信号7数码管7片选信号8数码管8片选信号A数码管段选信号AB数码管段选信号BC数码管段选信号CD数码管段选信号DE数码管段选信号EF数码管段选信号FG数码管段选信号GDP数码管段选信号小数点表1 7SEG-MPX8-CA管脚功能3.3键盘模块4位二进制输入方式，从左向右四个按键，位权分别为0124，接入89C51 I/O口P1。当输入二进制数为N时，显示N状态。图3.3第四章 程序代码设计#include <reg51.h>#include <intrins.h>#include <strin

12、g.h>#define uchar unsigned char#define ulong unsigned long#define uint unsigned int/ Delay period#define Timer 50char* number;uchar chooseNumber = 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90;uchar flickOne = 0x02, 0x61, 0x43, 0x03, 0x43, 0x63, 0x02, 0x63;uchar flickTwo = 0x04, 0x4c

13、, 0x4c, 0x1c, 0x58, 0x58, 0x44, 0x5c;uchar flickThree = 0x00, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40, 0x40;uchar chooseDigits = 0x00, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80;void delay(int i) i *= Timer;while(i-);uchar getInput() if(P1 != 0xff) delay(2);if(P1 != 0xff) return P1;return 0;/* Consta

14、nt number display function.*/void showDigits(char* number) uchar i;for(i = 1; i <= 8; i+) P3 = chooseDigitsi;if(numberi - 1 <= '9' && numberi - 1 >= '0') P2 = chooseNumbernumberi - 1 - '0'else if(numberi - 1 = ' ') P2 = 0xff;delay(2);/* Flicking numbe

15、r display function.*/void showFlick(char* number) uchar i;for(i = 1; i <= 8; i+) P3 = chooseDigitsi;P2 = numberi - 1;delay(2);void main() int count = 0;uchar key = 0, temp;while(1) temp = getInput();if(temp != 0) key = temp;switch(key) case 1:showDigits("12345678");break;case 2:(count /

16、 Timer) % 2 = 0 ? showDigits("12345678") : showDigits(" ");break;case 3:switch(count / Timer % 8) case 0: showDigits(" 2345678"); break;case 1: showDigits("1 345678"); break;case 2: showDigits("12 45678"); break;case 3: showDigits("123 5678"

17、;); break;case 4: showDigits("1234 678"); break;case 5: showDigits("12345 78"); break;case 6: showDigits("123456 8"); break;case 7: showDigits("1234567 "); break;break;case 4:switch(count / Timer % 8) case 0: showDigits("12345678"); break;case 1: sho

18、wDigits("23456781"); break;case 2: showDigits("34567812"); break;case 3: showDigits("45678123"); break;case 4: showDigits("56781234"); break;case 5: showDigits("67812345"); break;case 6: showDigits("78123456"); break;case 7: showDigits(&quo

19、t;81234567"); break;break; case 5:switch(count / Timer % 8) case 0: showDigits("2 "); break;case 1: showDigits(" 2 "); break;case 2: showDigits(" 2 "); break;case 3: showDigits(" 2 "); break;case 4: showDigits(" 2 "); break;case 5: showDigits(&q

20、uot; 2 "); break;case 6: showDigits(" 2 "); break;case 7: showDigits(" 2"); break;break;case 6:switch(count / Timer % 5) case 0: showDigits("12345678"); break;case 1: showDigits(" 123678 "); break;case 2: showDigits(" 1278 "); break;case 3: show

21、Digits(" 18 "); break;case 4: showDigits(" "); break;break;case 7:switch(count / Timer % 5) case 0: showDigits("12345678"); break;case 1: showDigits("234 567"); break;case 2: showDigits("34 56"); break;case 3: showDigits("4 5"); break;case

22、4: showDigits(" "); break;break;case 8:switch(count / Timer % 5) case 0: showDigits("12345678"); break;case 1: showDigits("12345678"); break;case 2: showFlick(flickThree); break;case 3: showDigits("12345678"); break;break;case 9:switch(count / Timer % 6) case

23、0: showDigits("12345678"); break;case 1: showDigits(" "); break;case 2: showFlick(flickOne); break;case 3: showDigits(" "); break;case 4: showFlick(flickTwo); break;case 5: showDigits(" "); break;break;case 10:switch(count / Timer % 8) case 0: showDigits("12345678"); break;case 1: showDigits(" "