基于单片机的LED设计

.z基于单片机LED显示课程设计一、设计目的通过设计一个单片机系统〔具有单片机最小系统、4个独立式按键及8个发光二级管、6个数码管和一个蜂鸣器〕，掌握Protel设计单片机应用系统硬件线路图的方法和Proteus仿真软件的使用，掌握使用KeilC51开发单片机应用系统控制程序的根本步骤和方法。任务涉及C51程序语言、MCS-51单片机I/O口应用及人机接口应用等知识，加强学生的理论知识。二、设计任务设计一个单片机系统〔包括单片机最小系统、4个独立式按键及8个发光二极管、6个数码管和一个蜂鸣器〕，能用Protel绘出其原理图，并进展Proteus仿真，完成单片机综合开发板的键盘、显示等程序的编写、编译和调试。三、设计步骤〔1〕设计一个单片机系统〔包括单片机最小系统、4个独立式按键及8个发光二极管、8个数码管和一个蜂鸣器〕，能用Protel绘出其原理图，并进展Proteus仿真；〔2〕借助单片机实验箱对键盘、显示等程序进展编辑、编译和下载调试〔4〕教师检查；〔5〕撰写设计报告，内容包括：单片机系统的硬件线路图、单片机系统中键盘、显示等程序及运行结果、收获与心得体会等。四、设计要求〔1〕电路原理图绘制正确；〔2〕掌握Proteus仿真软件的使用；〔3〕完成键盘、显示等程序的编写与调试。一、设计概述描述设计作品的主要功能及参数。利用61板和LED键盘模组，编写程序让按键控制键盘模组的6位LED数码管的显示。给1×8键盘定义一个数字，当每按下一次按键时，将数码管上原有的显示内容左移一位，然后将按键代表的数字显示在最右边的数码管上。1×8键盘各个键对应的数字如表按键名称K1K2K3K4K5K6K7K8显示数字12345678开机后〔程序运行后〕，6为数码管全部显示0，当按键按下时，数码管上显示的数字左移一位，该键对应的数字显示到最后的数码管上。显示的数字与键码对应关系：显示数字12345678键码〔IOA0-IOA7〕0*800*400*200*100*080*040*020*01二、系统总体设计对课题系统的软硬件进展大概介绍，以文字加框图和流程图的形式。硬件连接61板和LED键盘模组的硬件连接：IOA7IOA0连接8个按键的COL1~COL8,IOA8连接键盘的ROW；IOB15~IOB8连接8个LED的a~g、dp,用排线分别连接IOB与SEG接口，注意这里的连接顺序是IOB8引脚连接SEG接口的a,IOB15引脚连接SEG接口的dp；IOB0~IOB5连接DIG接口的DIG1~DIG5。SPCE061A键盘模块SPCE061ASPCE061ALED模块IOA0COL1IOB0DIG1IOB8aIOA1COL2IOB1DIG2IOB9bIOA2COL3IOB2DIG3IOB10cIOA3COL4IOB3DIG4IOB11dIOA4COL5IOB4DIG5IOB12eIOA5COL6IOB5IOB13fIOA6COL7IOB6IOB14gIOA7COL8IOB7IOB15dpIOA8ROW图12.2程序设计主要包含以下几个文件：主程序文件键盘处理程序文件数码管显示程序文件中断处理程序文件，实现IRQ4的1kHz中断调用数码管显示函数和IRQ6中断调用按键扫描函数。三、系统电路设计电路设计描述例如：系统总体电路如图.和图.所示，本课题电路包括：系统电源电路、单片机最小系统电路、程序下载电路、音频输入输出电路、单片机IO端口引出电路、1×8或者4×4键盘电路，发光二极管驱动电路，数码管显示驱动电路，系统各电路具体介绍如下3.1系统电源电路电源模块为系统板上其它模块提供＋5V电源，电源输入有两种方式，一种为交直流电源从电源插座输入，输入的电压要求，直流输入应大于7.5V，交流输入应大于5V，通过7805三端稳压器得到5V的直流电源供应系统其它模块工作，另一种为从USB接口获取＋5V电源，只要用相应配套的USB线从电脑主机获取＋5V直流电源，在电源模块中加有保护电路，即电路中有短路，不会对7805三端稳压器及电脑主机电源有损害！

其电路原理图如图3.4所示：3.2LED显示原理：静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次新数据，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。动态显示需要CPU时刻对显示器件进展数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多。这两种显示方式各有利弊；静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间根本的半导体数码管是由七个条状发光二极管芯片按图1.1排列而成的。可实现0～9的显示LED数码管是由发光二级管显示字段组成的显示器，有8段和“米〞字段之分，这种显示器有共阳级和共阴极两种。所谓共阳方式〔如图1.2〕是指笔画显示器各段发光管的阳极〔即P区〕是公共的，而阴极互相隔离。所谓共阴方式〔如图1.3〕是笔画显示器各段发光管的阴极〔即N区〕是公共的，而阳极是互相隔离的。复位电路在单片机系统里，单片机需要复位电路，复位电路可以采用R－C复位电路，也可以采用复位芯片实现的复位电路，R－C复位电路具有经济性，但可靠性不高，用复位芯片实现的复位电路具有很高的可靠性，因此为了保证复位电路的可靠性，该系统采用复位芯片实现的复位电路，复位电路如下图。3.4静态数码显示模块在该模块中，每一路端口对应着一个具体的数码管，

具体的电路原理图如图：3.5程序下载模块该模块完成源程序代码下载到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微机上的ISP下载器软件配合使用来完成这样的功能。

具体的电路原理图如图：四、系统程序设计系统程序设计描述主程序流程图：初始化系统，进入扫键循环，调用键盘程序区键值，根据键值进入相关的程序：原来显示的数字左移一位，在把数字键代表的数字显示在最右边的数码管上。开始初始化系统取键值开始初始化系统取键值数字键按下且确认键没有按下其他当前现实的数字左移一位按键代表的数字显示在最后变得数码管是哪个清看门狗4.1键操作键值程序流程图：和以前实验使用1×8键盘程序一样，键盘程序时利用延时的方法进展消抖处理的：先读取IOA口键值保存的存放器，判断读回值是否为零，为零则表示没有键按下，返回零；非零则延时大约30ms后再次读取IOA口键值，比拟两次读取的键值是否一样，如果一样则放回键值；否则返回零。键盘程序流程图如下图：IOA8端口输出“1〞IOA8端口输出“1〞读取IOA端口低8位输入输入是否为零码延时消除抖动再次读取IOA端口低8为输入两次读取输入相等吗置有效返回值返回键值开始置返回键值为零4.2源程序MOVTMOD,*00HMOVTH0,*0F0HMOVTLO,*0CHSETBTR0SETBETOSETBEAAJMP$SETMM:cLRET0CLRTR0LCALLDL1SP3.7,CLOSEDISMOVR2,*06HSETBET1SETBTR1SET2:JNBP3.7,SET1SETB00HSET4:P3.7,SET3LCALLDL05SJNBP3.7,SETHHMOVR0,*77HLCALLADD1MOVA,R3CLRCCJNEA,*60H,HHHHHH:JCSET4LCALLCLR0CLRCAJMPSET4CLOSEDIS:SETBET0SETBTR0CLOSE:P3.7,CLOSELCALLDISPLAYP3.7,CLOSEWAITH:JNBP3.7,WAITHLJMPSTART1SETHH:CLR00HSETHH1:JNBP3.7,SET5SETB01HSET6:P3.7,SET7LCALLDL05SJNBP3.7,SETOUTMOVR0,*79HLCALLADD1MOVA,R3CLRCCJNEA,*24H,HOUUHOUU:JCSET6LCALLCLR0AJMPSET6SETOUT:JNBP3.7,SETOUT1LCALLDISPLAYJNBP3.7,SETOUTCLR01HCLR00HCLR02HCLRTR1CLRET1SETBTR0SETBET0LJMPSTART1SET1:LCALLDISPLAYAJMPSET2SET3:LCALLDISPLAYAJMPSET4SET5:LCALLDISPLAYAJMPSETHH1SET7:LCALLDISPLAYAJMPSET6SETOUT1:LCALLDISPLAYAJMPSETOUT延时程序：1MS延时程序，LED显示程序用DL1MS:MOVR6,*14HDL1:MOVR7,*19HDL2:DJNZR7,DL2DJNZR6,DL1RET;;20MS延时程序，采用调用显示子程序以改善LED的显示闪烁现象DS20MS:ACALLDISPLAYACALLDISPLAYACALLDISPLAYRET五、系统调试调试中遇到的问题及解决的方法：1.问题:对凌阳SPCE061A单片机汇编语言不熟悉.程序编写困难.解决:通过光盘和中相关资料的学习.终于设计出2.问题:数码管各脚和接口不知道如何连接解决:认真学习实验指导书和61板的说明书，弄清电路。六、总结在这个课体设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：C语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。最后，在实习之前，我们要对所用单片机的内部构造有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改良是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在实习过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中在这我要感谢教师的不厌其烦的教我们，由