兩位數碼管顯示設計-課程設計報告

1、<p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　課程名稱： 通信電子線路課程設計 </p><p>　　設計題目： 兩位數碼管顯示設計 </p><p>　　院 系： 電子信息與電氣工程學院 </p><p>　　學生姓名： </p><

2、;p>　　學 號： </p><p>　　專業班級： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　年 5 月 20 日</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</

3、p><p><b>　　兩位數碼管顯示設計</b></p><p>　　摘 要：兩位數碼管顯示設計是基于AT89S52單片機的兩位數碼管顯示系統，通過AT89S52進行控制，用C語言編寫了兩位數碼管循環掃描動態顯示的專用程序。數碼管通過共陽極的三極管進行驅動。電源通過橋堆2W10和7805將通過變壓的交流電壓變為5V的直流電源。復位用電容與按鍵的并聯來實現。時鐘用12M

4、的晶振來控制。通過單片機的片選信號控制數碼管的燈管，使其依次點亮，由于人眼有視覺暫留的特性和數碼管的余暉效應，而掃描頻率足夠高，因此人眼是感覺不出數碼管的變化的。</p><p>　　關鍵詞：AT89S52 晶振 動態掃描顯示 共陽極數碼管 復位 軟件 7805 橋堆2W10</p><p><b>　　目 錄</b></p

5、><p><b>　　1.設計背景</b></p><p>　　1.1 單片機應用背景……………………………………………… 1</p><p>　　1.2共陽極數碼管的顯示方法……………………………………… 1</p><p>　　1.3共陽極數碼管的驅動設計……………………………………… 1<

6、;/p><p>　　2.設計方案…………………………………………………………… 1</p><p>　　2.1方案一：共陽極數碼管靜態顯示………………………………… 1</p><p>　　2.2方案二：共陽極數碼管動態顯示………………………………… 2</p><p>　　2.3數碼管靜態與動態顯示的優缺點比較……………………

7、………… 3</p><p>　　3.方案實施………………………………………………………………… 3</p><p>　　3.1電源電路設計………………………………………………………… 3</p><p>　　3.2復位及震蕩電路……………………………………………………… 3</p><p>　　3.3單片機接口……………………………………

8、……………………… 4</p><p>　　3.4軟件設計……………………………………………………………… 4</p><p>　　3.5調試仿真……………………………………………………………… 6</p><p>　　3.6實物制作……………………………………………………………… 6</p><p>　　4.結果與結論……………………………

9、………………………………… 6</p><p>　　4.1結果…………………………………………………………………… 6</p><p>　　4.2結論…………………………………………………………………… 6</p><p>　　5.收獲與致謝……………………………………………………………… 7</p><p>　　6.參考文獻………………

10、………………………………………………… 7</p><p>　　7.附件……………………………………………………………… …………7</p><p>　　7.1元器件清單……………………………………………………………7</p><p>　　7.2硬件原理圖……………………………………………………………8</p><p>　　7.3流程圖……

11、……………………………………………………………8</p><p>　　7.4實物拍照………………………………………………………………9</p><p><b>　　1.設計背景</b></p><p>　　1.1單片機發展前景</p><p>　　目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。

12、導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。</p><p>　　1.2共陽極數碼管的顯

13、示方法</p><p>　　LED數碼管是單片機控制系統中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結果或輸入輸出信號的狀態。數碼管顯示是一個系統工程中必不可少的人機交互環節，因此關于數碼管的驅動也就是系統工程中的一個重要的環節。數碼管的驅動分為動態驅動和靜態驅動兩種。所謂靜態驅動，就是指無論多少位LED數碼管，同時處于顯示狀態。動態顯示驅動是指無論在任何時刻只有一個LED數碼管處于顯示狀態，及單片機采用“掃描”方式

14、控制各個數碼管輪流顯示。</p><p>　　1.3共陽極數碼管的驅動設計</p><p>　　將數碼管每個LED燈對應單片機的一個I/O口。通過單片機的P口來控制LED燈的亮和滅。I/O口之間互相獨立，需要用I/O口直接控制LED。動態顯示將數碼管的每個引腳一對一連接在一起接單片機的數據，而將各個數碼管的公共端單獨送至單片機的I/O口進行片選。此外，在此基礎上，用單片機與三極管來驅動數碼

15、管，從而實現數碼管的動態顯示。</p><p><b>　　2.設計方案</b></p><p>　　2.1方案一：共陽極數碼管靜態顯示 </p><p>　　數碼管靜態顯示電路如圖2—1所示：</p><p><b>　　圖2—1</b></p><p>　　2.2方案二：

16、共陽極數碼管動態顯示 </p><p>　　數碼管動態顯示電路如圖2—2所示：</p><p><b>　　圖2—2</b></p><p>　　2.3數碼管靜態與動態顯示的優缺點比較</p><p>　　靜態顯示方式簡單不容易出錯，如果電路設計合適，也能夠用較少的線完成多個數碼管的顯示。但與動態顯示相比，動態顯示電路連

17、接更簡單，節省單片機I/O口，從而節省單片機的資源，如今已經有很多這樣成熟的基于動態掃描的芯片。而且采用動態顯示方式極大的節省單片機的資源，特別是在單片機的I/O數量比較緊張的情況下，更能體現采用動態顯示的優越性。在現在的多數電子系統中，在用到數碼管的場合下，多數采用動態掃描技術來顯示。故采用動態顯示較好些。</p><p><b>　　3.方案實施</b></p><p

18、><b>　　3.1電源電路設計</b></p><p>　　當外接交流電源經過變壓通過橋堆2W10和 7805時，經C1、C2、C3、C4對電源進行濾波，實現交流電壓變為5V的直流電源，從而直接給單片機提供正常的工作電壓。</p><p>　　電源電路如圖3—1所示：</p><p><b>　　圖3—1</b>&

19、lt;/p><p>　　3.2復位及震蕩電路</p><p>　　復位用電容與按鍵的并聯來實現，將它們并在一起，一端接高電平，另一端接地，從而實現高電平復位的功能。時鐘用12M的晶振來組成振蕩電路，來控制單片機對數碼管的動態掃描。</p><p>　　復位及振蕩電路如圖3—2所示：</p><p><b>　　圖3—2</b>

20、;</p><p><b>　　3.3單片機接口</b></p><p>　　單片機采用P2口的I/O來控制數碼管的各個引腳。復位鍵接到引腳9上，數碼管的位選通過三極管和電阻分別與單片機的引腳1和39相連，晶振與單片機的引腳18和19連接，高電平與40引腳連接供電，20引腳直接接地。</p><p><b>　　3.4軟件設計<

21、/b></p><p>　　此程序采用C語言用十六進制算法編寫了兩位數碼管循環掃描動態顯示的專用程序。通過軟件的控制使兩位數碼管能從00計數到99，再回到00，依次進行循環。若在計數期間有復位高電平出現時，便重新從00開始計數。并有電源開關控制讓電路是否工作，且有指示燈只是電源是否正常。</p><p><b>　　程序如下：</b></p>&l

22、t;p><b>　　.</b></p><p><b>　　3.5調試仿真</b></p><p>　　在進行硬件調試時，由于復位鍵的高電平與接地端接反了，致使復位鍵剛開始不能正常工作，后經過檢查發現后，進行改正后，使其正常工作。</p><p>　　在進行軟件調試時，由于循環的條件出錯，致使整個電路板不能正常計數，

23、后經過反復地對程序修改，終于實現了程序的正常循環。</p><p><b>　　3.6實物制作</b></p><p>　　重點考慮了晶體和電容與單片機的位置關系。為了減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩定可靠地工作，應使晶體與電容盡可能安裝得與單片機芯片近些。</p><p><b>　　4.結果與結論</b></p&

24、gt;<p><b>　　4.結果</b></p><p>　　經過對不同方案的分析、比較、取舍，然后進行原理圖的設計與仿真，再經過電路板的焊接，軟件的調試等環節的操作，最終實現了讓數碼管在單片機的控制下循環顯示兩位數00-99。并且在正常的計數過程中，若按下復位鍵后，技術又重新從00開始計數。有時在剛接入電源時，數碼管顯示的不是00，這是需要按下復位鍵才能使其正常工作。最終現

25、實的結果與預想的結果一致。</p><p><b>　　4.2結論</b></p><p>　　單片機有著很強大的功能，并有40個引腳，通過單片機的不同I/O端口與外設連接，能夠控制外設的工作情況，從而實現不同的符合各種需求功能的電路板。而且LED數碼管是單片機控制系統中最常見的顯示器件之一，一般用來顯示處理結果或輸入輸出信號的狀態。</p><p

26、><b>　　5.收獲與致謝</b></p><p>　　通過這次兩位數碼管顯示設計的實習，我受益匪淺，這次實習加深了我對單片機的認識，讓我更加清楚了單片機的工作過程，我較系統地、全面地掌握單片機應用系統的基本設計方法，設計步驟，熟悉和掌電路參數的計算。此外，我學會了在遇到一些不懂的課外知識主動查找一些課外書來了解更多的知識。這次實習增強了我的動手能力，也讓我對以前所學的知識進行了復習

27、，更加熟練掌握了原理圖的設計與仿真方法，了解硬件電路的焊接及調試過程應注意的問題，能用C語言進行軟件的編寫與調試。 </p><p>　　在這次實習過程中，我十分感謝 老師在這兩周對我們的幫助和指導，還有我們小組的每一個成員，這次實習的成功離不開老師的指導和小組的每位成員的努力與付出。所以真心的對大家表示感謝。</p><p><b>　　6.參考文獻</b><

28、/p><p>　　[1] 張毅剛.單片機原理及應用(第二版).北京：高等教育出版社，2010.5</p><p>　　[2]童詩白.模擬電子技術基礎(第四版).北京：高等教育出版社，2006.5</p><p>　　[3]杜樹春.單片機C語言和匯編語言混合編程實例詳解.北京：北京航空航天大學出版社，2006.6</p><p>　　[4]林之琦.

29、基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真.北京:北京航空航天大學出版社,2006</p><p><b>　　7.附件</b></p><p><b>　　7.1元器件清單</b></p><p>　　元器件清單如表格7—1</p><p><b>　　表7—1</b><

30、;/p><p><b>　　7.2硬件原理圖</b></p><p>　　原理圖如圖7—1所示：</p><p><b>　　圖7—1</b></p><p><b>　　7.3流程圖</b></p><p>　　程序流程圖如圖7—2所示：</p>

31、;<p><b>　　圖7—2</b></p><p><b>　　7.4實物拍照</b></p><p>　　實物的正反面圖如圖7—3、7—4所示：</p><p><b>　　圖7—3</b></p><p><b>　　圖7—4</b>