基于单片机AT89C51控制的LED点阵屏显示时钟课程设计报告.doc

基于单片机AT89C51控制的LED点阵屏显示时钟课程设计报告.doc

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课程设计报告

课程名称：

LED点阵显示时钟

专业班级：

课程设计参与人员：

指导老师：

宁波技师学院

2013年9月26日

摘要

文章论述了基于AT89C52单片机的LED点阵显示电子钟设计控制系统,并且可以对其进行设置。

基于AT98C52单片机的LED点阵显示电子钟具有结构简单，性能靠，价格低和灵活等优点，因此得到了广泛应用。

LED点阵显示屏是利用发光二极管或像素组成的平面式显示屏。

它具有发光效率高，使用寿命长，组态灵活等特点。

本文设计的是用4块8×8点阵显示屏制作的室内时钟，数字采用静止显示方式。

电子钟是一种利用数字电路来显示分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。

本文介绍了LED点阵显示电子钟的发展历史及其应用范围。

目 录

1.总体设计方案及思路……………………………………4

2.硬件设备及电路图………………………………………5

3.所用的材料清单…………………………………………10

4.单片机汇编程序及解释…………………………………13

5.组员分工…………………………………………………27

5.1倪坤.单片机汇编程序的设计…………………27

5.2倪翔.原理图及PCB的绘制……………………27

5.3采佳浩.硬件设计思路和控制思路设计…………286课程报告的总结及调试程………………………………29

1总体的设计方案及思路：

由中断产生的秒、分、小时数据，经转换子程序转换成适应LED点阵显示屏显示的数据，并通过单片机的输出功能输入到LED点阵显示屏，再通过显示扫描程序，显示出时钟的走时时间。

用计时程序来完成计时，数时功能，再通过单片机综合控制将数字显示出来。

由此可见，通过AT89C51单片机的控制功能，完全可以实现LED点阵显示电子钟。

1.1硬件结构：

根据项目的功能和要求，可采用AT89C51单片机作为核心控制器。

LED点钟电子钟系统组成包括：

晶振电路模块、复位电路模块、显示电路模块、显示行驱动电路模块、蜂鸣器电路模块、按键电路模块以及电源模块。

1.2控制思路：

LED点阵电子钟程序主要功能是屏幕显示时间稳定，精确。

所以按照分块设计的法可以把程序分为主程序、显示程序、计时程序，在后面还会加入闹钟程序。

主程序主要是用来初始化系统和控制各个子程序之间执行的顺序。

显示程序用来完成字在LED点阵上的显示，时钟的显示是使用4块8×8点阵显示屏。

计时程序用来完成计时，数时功能。

闹钟程序用来完成时钟的闹钟功能。

2硬件设备图及电路图：

主要用到的硬件有：

AT89C52单片机，8×8点阵屏，74LS373锁存器，74LS138译码器，12MHz晶振。

下有8×8点阵显示屏图，8×8点阵LED外观及引脚图，以及其等效电路图，只要其对应的DC、DR轴顺向偏压，即可使LED发亮。

例如如果想使下图中左上角LED点亮，则DC8=1，DR1=0即可。

应用时限流电阻可以放在DC轴或DR轴。

8×8点阵LED外观及引脚如图：

上图为8×8点阵LED等效电路，由此可以看出点阵是用64个LED组成的。

点阵LED扫描法介绍：

从上图图中可以看出，8×8点阵共需要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，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮。

频率必须大于128赫兹，周期小于7.8毫秒即可符合视觉暂留要求。

此外一次驱动一列或一行（8盏LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

2.1点阵屏等效示意图：

2.2ISIS仿真示意图：

2.3protel原理图及PCB：

2.4硬件电路图设计：

根据项目的功能和要求LED点钟电子钟硬件系统的主要模块包括：

晶振电路模块、复位电路模块、显示电路模块、、按键电路模块。

其中晶振电路和复位电路构成了单片机最小系统。

晶振电路与复位电路构成的单片机最小系统用来完成计时功能，

以及对整个LED点阵显示电子钟的控制。

显示电路用来实现LED点阵的显示。

按键电路是一个必要的扩展电路，用来对电子钟时间进行调整，闹钟时间调整。

3.课程设计所用的材料清单：

3.1主要使用的芯片：

3.1.174LS373锁存器：

74LS373是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74LS373芯片。

74LS373工作原理简述:

1脚是输出使能（OE），是低电平有效，当1脚是高电平时，不管输入3、4、7、8、13、14、17、18如何，也不管11脚（锁存控制端，G）如何，输出2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）全部呈现高阻状态（或者叫浮空状态）。

当1脚是低电平时，只要11脚（锁存控制端，G）上出现一个下降沿，输出2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）立呈现输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的状态。

锁存端LE由高变低时，输

8位信息被锁存，直到LE端再次有效。

当三态门使能信号OE为低电平时，三态门导通，允许Q0到Q7输出，OE为高电平时，输出悬空。

3.1.274LS138译码器：

74LS138为3线8线译码器，74LS138的工作原理如下：

当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/（G2A）和/（G2B））为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。

74LS138功能是利用S1、/S2和/S可级联扩展成24线译码器，若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。

若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

74LS138有三个附加的控制端S1、/S2和/S3。

当S1、/S2接低电平时，输出为高电平（S=1），译码器处于工作状态。

否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表所示。

这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能。

带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。

如果把作为“数据”输入端（在同一个时间），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。

这就不难理解为什么把叫做地址输入了。

例如当S1=1、S2=0和S3=1时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。

3.1.3AT89C51单片机：

微处理器采用AT89C52系列单片机，AT89C52单片机是这几年在我国非常流行的单片机，是一种带8K字节闪存器的高性能单片机，可擦除存储器可以反复擦除100次，具有低功耗，高性能的特点，并且可与工业标准的MSC-51指令集和输出管脚相兼容，对于本设计需要实现的功能，完全可胜任。

LED点阵电子钟的设计主要是用AT89C52单片机进行控制，用12MHz的晶振来保证计时的精准性，用具有一定驱动能力的74LS373锁存器和74LS138译码器进行I/O口扩展，并在4块8×8点阵上显示。

3.1.4其余材料

电阻：

10K*8

按钮开关：

3个

无极电容：

若干

有级电容：

若干

晶体震荡器：

1个

4单片机的程序及注释：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0003H

LJMPPINT0

ORG000BH

LJMPINTT0

ORG0013H

LJMPPINT1

ORG0030H

MAIN:

MOVSP,#60H

MOVTMOD,#01H

MOVTL0,#0e0H

MOVTH0,#0b1H

MOVIE,#87H

MOV30H,#01H;时十位

MOV31H,#02H;时个位

MOV32H,#0AH;光标点位

MOV33H,#00H;分十位

MOV34H,#00H;分个位

MOV35H,#00H;秒十位

MOV36H,#00H;秒个位

SETBIT0

SETBIT1

SETBPT0

SETBTR0

LOOP0:

LCALLDISP

LJMPLOOP0

INTT0:

MOVTL0,#0e0H

MOVTH0,#0b1H

PUSHACC

PUSHPSW

INC36H

MOVA,36H

CJNEA,#25,PLL

MOV32H,#0BH

PLL:

CJNEA,#50,ENDD;1S

MOV32H,#0AH

MOV36H,#00H

INC35H

MOVA,35H

CJNEA,#60,ENDd;分个位

MOV35H,#00H

INC34H

MOVA,34H

CJNEA,#0AH,ENDd;分个位

MOV34H,#00H

INC33H

MOVA,33H

CJNEA,#06H,ENDd;分十位

MOV33H,#00H

INC31H

MOVA,30H

CJNEA,#02H,END1

MOVA,31H

CJNEA,#04H,END1;时个位

MOV31H,#00H

MOV30H,#00H

END1:

MOVA,31H

CJNEA,#0AH,ENDd;时个位

MOV31H,#00H

INC30H

ENDd:

POPPSW

POPACC

RETI

DISP:

PUSHACC

PUSHPSW

MOVA,30H;显示要显示的数字

MOVB,#08H

MULAB

MOV3BH,A

MOVR4,#00H

MOVR5,#08H

LOOP00:

MOVA,3BH

MOVDPTR,#TABE

MOVCA,@A+DPTR

MOVP2,R4

MOVP0,A

MOVP1,#0FEH