两位数码管显示Word文档下载推荐.docx

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2.掌握电源的设计方法及整流电路和稳压电路在设计电路中应用；

3.掌握AT89C52各个端口的原理及理解端口在电路应用中工作原理及作用；

4.掌握用程序通过AT89C52控制电路的原理并会编写程序控制一定功能的电路；

5.在此次课程设计中，赵燕完成了硬件图的绘制，李文龙完成程序的编写，李俊杰、姬永磊、刘坤共同完成硬件的焊接及调试。

参考文献阅读：

[1]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京：

北京航空航天大学出版社，2004.9

[2]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]张毅刚.单片机原理及应用.北京：

高等教育出版社，2003.12

[4]金峰.智能仪器设计基础.北京：

清华大学出版社，2005.8

工作计划：

5月4号查找有关课题资料，得出能够实现课题要求的设计方案；

5月5号请指导老师确定硬件及软件设计方案，并让指导老师验证方案的可行性；

5月6号-7号确定硬件电路图程序流程图程序流程；

5月10号在protus软件下，绘制硬件图，导入设计好的程序并调试运行成功；

5月11号-12号领取元件并进行实物的焊接；

5月13号调试硬件，得到符合设计要求的实物；

5月14号写课程设计说明书

任务下达日期：

04日

任务完成日期：

14日

指导教师（签名）：

学生（签名）：

摘要：

以AT89C52为核心系统，一位共阳极数码管作为显示电路，晶振提供稳定的时钟周期频率，桥堆2W10和7805作为稳定的+5v电压电路，三极管作为驱动电路，发光二极管作为提示电路导通电路，实现动态循环显示两位数00~99的电路。

采用数码管动态显示，采用动态显示硬件电路简单，数码管消耗的电流较小。

关键词：

AT89C52;

一位共阳极数码管；

晶振；

三极管9015

1.设计背影……………………………………………………………1

1.1课题设计的提出………………………………………1

1.2LED数码管的前景……………………………………………1

1.3研究LED数码管循环显示的意义…………………………………1

2.设计方案…………………………………………………………1

2.1动态显示与静态显示……………………………………………1

2.2硬件设计与软件设计…………………………………2

3.方案实施………………………………………………………3

3.1硬件电路的实施……………………………………3

3.2软件的实施……………………………………………5

4.结果与结论……………………………………………………9

4.1方案结果………………………………………………9

4.2方案结论………………………………………………9

5.收获与致谢…………………………………………………10

6.参考文献……………………………………………………10

7.附件……………………………………………………………11

7.1硬件原理图…………………………………………11

7.2元件清单…………………………………………12

1.设计背景

1.1课题设计的提出

LED数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一，一般用来显示处理结果或输入输出信号的状态。

在日常生活中LED的应用领域已经从最初简单的电器指示灯、LED显示屏发展到LCD背光源、景观照明、室内装饰灯等其他领域。

而由于LED具有的长寿命、无污染、低功耗的特性，未来LED还将逐步替代荧光灯、白炽灯成为下一代绿色照明光源。

由于LED数码管具有以上优点，研究LED数码管的显示对将来的日常生活中照明电路具有深远的意义。

1.2LED数码管的前景

美国、韩国、欧盟、中国台湾都制定了适合各国国情的半导体照明计划，大力推进LED灯进入普通照明灯具市场。

室内照明将是LED最具市场规模和发展潜力的应用。

1.3研究LED数码管循环显示的意义

对于进入通用照明市场而言，功率白光LED除面临着诸如发光效率低、散热不好、成本过高等问题外，还将面临到光学、机构与电控等的整合以及LED照明产品通用标准的制定。

解决上述问题需要很长的一段时间，赛迪顾问预计LED在2010年前还不能进入通用照明市场。

2.设计方案

2.1动态显示与静态显示

1.静态显示

静态显示，就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。

这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的开销小。

能供给单独锁存的I/O接口电路很多，各数码管的公共极固定接有效电平，各数码管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。

LED显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作时占用CPU时间短。

但若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的I/O口线较多。

一般仅适用于显示位数较少的应用场合。

2.动态显示

P2.0和P2.1端口分别控制数码管的个位和十位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P3口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。

3.动态显示与静态显示对比

本设计要求循环显示，而且要显示两位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现，即采用动态显示的方式，就是先个位显示1毫秒，再十位显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到两位不同的数字稳定显示。

各位数码管的字形控制端对应地并在一起，由一组I/O端口进行控制，各位的公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。

动态显示的优点：

节省I/O端口线，动态显示的缺点显示亮度不够稳定，影响因素较多；

编程较复杂，占用CPU时间较多。

2.2硬件设计与软件设计

桥堆2W10通过整流把从变压器获得的220V交流电压变成直流电压并且通过7805的稳压作用把直流电压变成稳定的+5V电压，发光二极管与电阻串联后和上述稳压电路并联，一方面提示电路的正常运行，另一方面没有分得主电路的电压，保证电压的稳定；

AT89C51的EA口接上述电路；

AT89C51的RES口接上复位电路使电路具有复位功能，XTAL1与XTAL2接上晶振电路，给电路提供稳定的时钟频率；

P3口通过电阻接段选显示，P2口接位选显示；

三极管基极接P2口作为位选，射极接LED数码管的共阳极，集电极接+5V电路中，三极管作为LED数码管的驱动电路，驱动LED数码管的显示；

LED数码管的七段连接在P3口上，循环显示数字00~99.整个电路完成了循环显示数字00~99电路。

利用AT89C52芯片控制两位数码管的显示，三极管作为驱动电路驱动数码管的显示，桥堆2W10和7805作为整流和稳压电路提供稳定的+5V电压，复位电路为电路提供复位功能，晶振电路提供稳定的时钟频率，组成带有复位功能的循环显示数字00~99的电路。

利用Keil编写程序并且调试成功，在Protus下仿真导入程序的电路，并调试使电路能够循环显示数字00~99.

3.方案实施

3.1硬件电路的实施

1.硬件原理框图如下：

该电路的工作原理：

AT89C52从稳压电路中获得稳定的+5V电压，接到—E—A端，提供稳定的电压；

P3口通过电阻接到显示电路的七段数码管的abcdefg端口上,数码管的共阳极接到三极管的集电极上；

P2.0、P2.1口接三极管的基极作为位选；

RST接复位电路，实现电路的复位；

XTAL1、XTAL2接晶振电路；

整个电路实现循环动态显示数字00~99.

2.AT89C52主要引脚简介

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程程）。

P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

RST：

复位输入。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

XTAL1：

振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2：

振荡器反相放大器的输出端。

—E—A外部访问允许。

在keil下编写并调试好程序，程序转化为hex文件烧到此单片机芯片中，P3口作为输入输出端口，P2.0P2.1口作为位选端口，具有一定功能的程序通过此芯片控制整个电路。

3.电源电路设计

78XX系列集成稳压器，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。

IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。

当输出电流较大时，7805应配上散热板。

桥堆2W10将交流电压转化为直流电压，7805将输入的直流电压转化为稳定的+5V电压输出，从而为电路提供稳定的+5V电压，二极管作为电源指示灯。

4.时钟电路设计

晶振与两个串联的33pf电容并联接到AT89C52的XTAL1和XTAL2管脚上。

为电路提供稳定的时钟周期。

5.显示电路设计

采用七段数码管作为显示电路，abcdefg分别与限流电阻串联后连接到AT89C52得P3口上，数码管的共阳极接到驱动三极管的集电极。

6.复位电路

此电路中当电路工作时触动按钮数码管从00开始计数。

3.2软件的实施

1.本设计利用Keil编写汇编程序，采用Keil编写程序步骤如下：

（1）打开KeiluVision3

（2）在工程菜单栏中创建工程，选择文件并命名保存

（3）在选择CPU中选Atmel在下拉菜单中选择89C52

（4）在File中新建文件并命名保存，把文件添加到STARTUP.A51目录下

（5）在新建文件中编写程序，编译成功，导出生成Hex文件

利用Keil编写可以实现要求功能的程序，并转化为hex文件烧到芯片中，实现程序控制电路。

2.proteus软件

该软件的特点：

（1）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS-232动态仿真、C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；

有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

（2）目前支持的单片机类型有：

68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

鉴于proteus以上优点该软本设计在proteus环境下对硬件电路仿真。

3.延时程序

由于所选的晶振频率为12MHZ,不加任何限制的话，时钟周期太短，致使LED闪亮频率过快，分辨不清效果，且对元件的要求会很高，所以要加上延时程序。

设计的程序为：

delay:

MOVR3,#1；

令R3=1

delay1:

MOVR4,#173；

令R4=173

delay2:

DJNZR4,delay2；

delay2循环173次

DJNZR3,delay1；

delay1循环1次

Ret

4.查表程序

在单片机系统中，查表程序是一种常用的程序。

利用它能避免进行复杂的运算或转换过程，可完成数据补偿、修正、计算、转换等各种功能，具有程序简单执行速度快等优点。

在本次设计中，把所要输出的数据，建成一个数据表格TAB，利用movdptr,@a+dptr指令来进行查表。

TAB1:

DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H；

数字表

5.程序流程图：

N

Y

6.汇编程序设计

ORG0000H

STAR:

MOV22h,#0

MAIN:

ACALLSUB

MOVA,22h

INCA

MOV22h,A

CJNEA,#100,NEXT

NEXT:

LJMPMAIN

SUB:

MOVB,#10

DIVAB

MOV21h,A

MOV20h,B

MOVDPTR,#TAB1

MOVR0,#1

LOOP1:

MOVR1,#200

LOOP2:

MOVA,20h

MOVCA,@A+DPTR

MOVP3,A

CLRP2.0

ACALLdelay

SETBP2.0

MOVA,21h

CLRP2.1

SETBP2.1

DJNZR1,LOOP2

DJNZR0,LOOP1

RET

delay:

MOVR3,#4

MOVR4,#200

DJNZR4,delay2

DJNZR3,delay1

DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H

END

4.结果与结论

4.1方案结果

1.接通电源开关，电源二极管亮，LED数码管开始从00循环计数显示；

2.触动复位开关RST，LED数码管从00从新开始循环计数；

3.数码管动态显示，即扫描方式，每一位每间隔一段时间点亮一次；

4.关闭电源开关，LED数码管停止显示.

4.2方案结论

在keil软件下多次调试得到满足要求的程序，把编好的程序转化hex文件烧到AT89C52芯片中，经过精心制作实物，得到能够动态循环显示数字00~99的实物电路。

本设计由于采用数码管的动态显示，数码管的亮度不如静态显示的亮度高，采用两个数码管的显示，所以亮度只有静态显示时的一半；

如果刷新率较低会出现闪烁现象；

如果数码管直接与AT89C52相接，软件控制上会比较麻烦。

因此本设计采用AT89C52与电阻相连后再与数码管相连，采用12MHZ频率晶振电路。

5.收获与致谢

两周的课程设计很快的结束了，回想两周来的努力和结果，在单片机课程设计中，我真正的感觉到单片机芯片的智能化，从中我得到了很多收获：

1.对AT89C52芯片的P2P3口，RST口，XTAL口，EA口等端口的应用有了熟练的掌握，对以后应用AT89C52芯片打下深刻的基础；

2.对keil编程有了熟练的掌握，能够正确调试程序并能在proteus下正确导入程序，对仿真软件的熟练掌握，对我以后制作电路至关重要；

3.对智能单片机芯片的制作过程有了一定了解，对以后自己独立制作单片机芯片电路打下基础；

4.在焊接电路板时深刻的认识到焊接技术的重要性，每一个焊孔对整个电路都有决定性的影响，只有耐心与细心的焊接才能得到正确的实物电路；

5.在当今信息高速发展的时代，单片机在计算机智能化小型化中起到关键的作用，单片机的发展将对未来信息起到引领作用，因此学好单片机至关重要；

6.两周的成果与老师的辅导分不开的，在老师的辅导和帮助下，让我更快的学好了作图软件，在遇到不明白问题时，老师及时的给予指导。

同时感谢我的合作伙伴，在我们共同努力下，才能得到今天的成果，希望在以后的学习中我们能够继续合作。

6.参考文献

[3]张毅刚.单片机原理及应用.北京：

7.附件

7.1硬件原理图：

7.2元件清单：

元件

数量

AT89C52

1

晶振11.0592MHZ

瓷片电容33PF

3

瓷片电容104

2

电解电容22UF

电解电容1000UF

LED指示灯

共阳数码管1位

电阻300Ω

9

电阻1K

5

电阻680Ω

7805

桥堆2W10

40脚IC插座

拨动开关

按键

排线

若干

万能板

指导教师评语：

课程设计报告成绩：

，占总成绩比例：

30%

课程设计其它环节成绩：

环节名称：

考勤，成绩：

20%

综合，成绩：

50%

总成绩：

指导教师签字：

年月日

本次课程设计负责人意见：

负责人签字：