基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)

1、永城職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示專 業(yè)：機(jī)電一體化班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 2011年 09 月20 日摘要單片機(jī)自70年代問世以來得到蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善:單片機(jī)集成越來越多資源，內(nèi)部存儲(chǔ)資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項(xiàng)目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品小巧美觀，同時(shí)抗干擾能力加強(qiáng),系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，使得它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場(chǎng)前景；提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時(shí)間。此外單片機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是增強(qiáng)“控

2、制”能力，滿足實(shí)時(shí)控制 的需要。本文的主要內(nèi)容是掌握各種單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、接口、片上外設(shè)的特點(diǎn)，并用STC12C5410AD單片機(jī)的片上資源設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)淖钚∠到y(tǒng)；并利用自行制作的單片機(jī)最小系統(tǒng)，完成一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用（量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的電壓表）的設(shè)計(jì)與軟件及硬件設(shè)計(jì)制作，讓讀者掌握數(shù)字單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用方法。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) 仿真器 LED點(diǎn)陣顯示屏目錄第一章 系統(tǒng)概述11.1單片機(jī)的發(fā)展11.2 MCS-51系列單片機(jī)介紹2第二章 單片機(jī)的配置及簡(jiǎn)介42.1單片機(jī)介紹42.2 MCS-51系列單片機(jī)的引腳功能52.3單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與分析9第四章 硬件及仿真104.1

3、硬件設(shè)計(jì)104.1.1主控制單片機(jī)104.1.2 LED顯示模塊104.2計(jì)算機(jī)仿真114.2.1 電路圖114.3總體設(shè)計(jì)電路圖124.3.1外部電路連接圖124.4流程圖164.5程序源17總結(jié)與體會(huì)19參考文獻(xiàn)20第一章 系統(tǒng)概述1.1單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的

4、發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過10元即可.用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩

5、、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！.它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的

6、通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。1.2 MCS-51系列單片機(jī)介紹單片機(jī)的全稱是單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）。為了使用方便，它把組

7、成計(jì)算機(jī)的主要功能部件：中央處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM、EPROM、E2PROM或FLASH）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和各種輸入/輸出接口電路等都集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成了一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與通用的計(jì)算機(jī)不同，單片機(jī)的指令功能是按照工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，因此它又被稱為微控制器（Microcontroller）。MCS51系列單片機(jī)是美國Intel公司于1980年推出的一種8位單片機(jī)系列。該系列的基本型產(chǎn)品是8051、8031和8751。這3種產(chǎn)品之間的區(qū)別只是在片內(nèi)程序存儲(chǔ)器方面。8051的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片時(shí)已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去；80

8、31片內(nèi)沒有程序存儲(chǔ)器；8751內(nèi)部包含有用作程序存儲(chǔ)器的4KB的EPROM。由于8051的編程需要制造商的支持，8751的價(jià)格昂貴，因此8031獲得了更為廣泛的使用。MCS51系列單片機(jī)優(yōu)異的性能/價(jià)格比使得它從面世以來就獲得用戶的認(rèn)可。Intel公司把這種單片機(jī)的內(nèi)核，即8051內(nèi)核，以出售或互換專利的方式授權(quán)給一些公司，如Atmel、Philips、ADI等。這些公司的這類產(chǎn)品也被稱為8051兼容芯片，這些8051兼容芯片在原來的基礎(chǔ)上增加了許多特性。本書應(yīng)用電路中采用了Atmel公司的AT89S51芯片，它與MCS51單片機(jī)指令集兼容，同時(shí)它的內(nèi)部包含用作程序存儲(chǔ)器的4KB的基于FLA

9、SH技術(shù)的只讀存儲(chǔ)器。采用這款芯片既克服了采用8031需要添加外部程序存儲(chǔ)器導(dǎo)致電路復(fù)雜的缺點(diǎn)，又克服了采用8751導(dǎo)致電路制作成本高的缺點(diǎn)LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的脈沖信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。本文將介紹一種采用單片機(jī)AT89S51進(jìn)行控制的8*8LED點(diǎn)陣。該點(diǎn)陣可實(shí)現(xiàn)顯示漢字的功能。第二章 單片機(jī)的配置及簡(jiǎn)介2.1單片機(jī)介紹所

10、謂單片機(jī)，就是將CPU,RAM,ROM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口電路都集成在一塊集成芯片上的微型計(jì)算機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)是美國Intel公司在1980年推出的8位單片 微型計(jì)算機(jī) ，包含51和52兩個(gè)子系列。51子系列的典型產(chǎn)品有8031，8051和8751三種機(jī)型 52子系列包括8032，8052二種主要機(jī)型。 51子系列的配置如下：（1）8位CPU；（2）振蕩頻率1.212MHZ；（3）128個(gè)字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi)RAM）；（4）21個(gè)專用寄存器；（5）4KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（8031無）；（6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；（7）一個(gè)全雙工串行I/O口；（8）2

11、個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（9）5個(gè)中斷源，分為2個(gè)優(yōu)先級(jí)； 本系統(tǒng)選用ATMEL89S51系列單片機(jī)，由于它的模塊化設(shè)計(jì)為適應(yīng)具體的應(yīng)用提供了極大的靈活性，便于擴(kuò)展功能，有效的提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。AT89S51是一種低工耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。2.2 MCS-51系列單片機(jī)的引腳功能 主電源引腳 Vss、Vcc Vss：接地，Vcc：接+5V電源外接晶振引腳 XTAL1、XTAL2 XTAL1：片內(nèi)反向放大器輸入端，XTAL2：片內(nèi)反向放大器輸出端輸入/輸出引腳 P0、P1、P2、P3P0.0

12、P0.7：P0口的8個(gè)引腳，P0口是8位漏極開路型雙向I/0端口，在接有片外存儲(chǔ)器或I/0擴(kuò)展接口時(shí)，P0.0P0.7分時(shí)復(fù)用，作低8位地址總線與雙向8位數(shù)據(jù)總線P1.0P1.7：P1口的8個(gè)引腳，P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，對(duì)于52子系列，P1.0還可用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端2，1.1還可作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。P2.0P2.7：P2口的8個(gè)引腳，P2口也是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，在訪問片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口時(shí)，還用于提供高8位地址。P3.0P3.7：P3口的8個(gè)引腳，P3口也是一個(gè)帶上拉電阻的I/O口，除可以作雙向的輸入輸出口外，

13、還具有第2功能。見表2-2引腳第二功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXD（串行口輸入）TXD（串行口輸出）INT0（外部中斷0輸入）INT1（外部中斷1輸入）T0（定時(shí)器0的外部中斷）T1（定時(shí)器1的外部中斷）WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)）RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)） 表2-2 P3口第二功能表控制線ALE/PROG：雙功能引腳。由于P0口的8個(gè)引腳是低8位地址總線與數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用，因此必須將P0口輸出的低8位地址進(jìn)行鎖存。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，每機(jī)器周期該信號(hào)出現(xiàn)2次。其下降沿用于控制鎖存P0口輸出的低8 位地址。即使不訪問片外存儲(chǔ)器，該引腳上仍出現(xiàn)

14、上述頻率的周期性信號(hào)，因此也可作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘脈沖，頻率為振蕩器頻率的1/6，必須注意的是：在訪問片內(nèi)外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖會(huì)跳空1個(gè)。對(duì)片內(nèi)含有EPROM的機(jī)型，此引腳在編程時(shí)可作為編程脈沖PROG的輸入端。 PSEN： 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在CPU從片外程序存儲(chǔ)器取指期間，此信號(hào)每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，以通過P0口讀入指令，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，該信號(hào)不出現(xiàn)。EA/Vpp： 雙功能引腳，為片外程序存儲(chǔ)器選用端。當(dāng)該引腳信號(hào)有效時(shí)，選擇片外程序存儲(chǔ)器，即EA/Vpp=1時(shí)，訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。 對(duì)片內(nèi)含有EPROM的機(jī)型，此引腳在編程期間用于施加+21v的編程電壓。RST/VP

15、O： 雙功能引腳，在單片機(jī)工作期間，當(dāng)此引腳上出現(xiàn)連接2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 在Vcc掉電期間，若該引腳接備用電源（+5v），可向片內(nèi)RAM供電，以保存片內(nèi)RAM中的信息。2.3單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)和典型應(yīng)用系統(tǒng)等。（1）最小應(yīng)用系統(tǒng)：能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常常構(gòu)成一些簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。對(duì)于片內(nèi)有ROM/EPROM/FLASH RAM的單片機(jī)，構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源即可，如圖1 圖2所示。XTAL1 P

16、2.72.0XTAL2 89S51 RST ALE P0.70.0地址鎖存EPROMXTAL1 P0 P1XTAL2 P2 P3RST 89S51 圖1時(shí)鐘電路 圖2復(fù)位電路由于集成度的限制，這種最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)是：有可供用戶使用的大量I/O口線，P0、P1、P2、P3都可用作用戶I/O口用。由于沒有外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展，應(yīng)接高電平。內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限（只有4KB地址空間）。應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。由于這類應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用程序量不大，外電路簡(jiǎn)單，因而采用模擬開發(fā)手段較好。對(duì)于片內(nèi)無ROM/EPROM/FLASH RAM的單片機(jī)，其最小系統(tǒng)除了外部配置時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和

17、電源外，還應(yīng)在片外擴(kuò)展EPROM、EEPROM作為程序存儲(chǔ)器用，如圖3（b）所示，應(yīng)接地。（2）最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)是指為了保證正常運(yùn)行，系統(tǒng)的功率消耗最小。這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一個(gè)引人入目的構(gòu)成方式。在單片機(jī)芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般為構(gòu)成最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)提供了必要條件，例如，各種系列的單片機(jī)都有CMOS工藝類型，而且在這類單片機(jī)中都設(shè)置了低功耗運(yùn)行的WAIT和STOP方式。設(shè)計(jì)最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須使系統(tǒng)內(nèi)的所有器件、外設(shè)都有最小的功耗，而且能充分運(yùn)用WAIT和STOP方式運(yùn)行。最小功耗應(yīng)用系統(tǒng)常用在一些袖珍式智能儀表、野外工作儀表以及在無源網(wǎng)絡(luò)、接口中的單片機(jī)工作子站。單片機(jī)的

18、特點(diǎn)1）小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化。它能方便的組合成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器與儀表。2）面向控制，能針對(duì)性的解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的價(jià)格性能比。3）抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣環(huán)境下都能可靠性工作，這是其它機(jī)種無法比擬的。 4）可以很方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布控制。使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大幅度提高。單片機(jī)具有體積小、功耗低，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，近年來還還開發(fā)了一些以單片機(jī)母片為核（如80C51），在 片中嵌入更多功能的專用型單片機(jī)（或者叫專用微控制器），因此單片機(jī)在計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與分析一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)

19、計(jì)包含兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM、RAM、I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置應(yīng)遵循以下原則： 1、盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。2、系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的配置水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。3、硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會(huì)產(chǎn)生相互影響，考慮

20、原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)殃，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，一般響應(yīng)時(shí)間比硬件實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)，且占用CPU時(shí)間。4、系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡可能做到性能匹配。如選用CMOS芯片單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。5、可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。6、單片機(jī)外圍電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設(shè)線驅(qū)動(dòng)器增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力或減少芯片功耗來降低總線負(fù)載。第四章 硬件及仿真4.1硬件設(shè)計(jì)方案一中系統(tǒng)電路圖可知系統(tǒng)整體由兩大部分構(gòu)成： 以單片機(jī)AT

21、89S51為核心的模塊；由1塊8*8的LED點(diǎn)陣顯示屏組成的顯示模塊；以下是各單元電路的具體設(shè)計(jì)： 4.1.1主控制單片機(jī) 本次設(shè)計(jì)使用的是AT89S51的最小系統(tǒng)電路，包括：電源、時(shí)鐘脈沖、復(fù)位電路和程序存儲(chǔ)器設(shè)定電路，只是接受少量的數(shù)字和字符，不用外接存儲(chǔ)擴(kuò)展。時(shí)鐘脈沖：AT89S51單片機(jī)的最高時(shí)鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了24MHz，它內(nèi)部已經(jīng)具備了振蕩電路，只要在AT89S51的兩個(gè)引腳（即19、18腳）連接到簡(jiǎn)單的石英振蕩晶體的2個(gè)管腳即可，同時(shí)晶體的2個(gè)管腳也要用30pF的電容耦合到地。復(fù)位電路：89S51的復(fù)位引腳（RESET）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過2個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位

22、的動(dòng)作。以12MHz的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為0.5S，兩個(gè)機(jī)器周期為1S，因此，在第9腳上連接一個(gè)2S的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。最簡(jiǎn)單的就是只有一個(gè)電阻跟一個(gè)電容就可可靠復(fù)位的電路，電阻一般選擇10K，電容一般選擇10F。程序存儲(chǔ)器設(shè)定電路：31腳接VCC，默認(rèn)采用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。4.1.2 LED顯示模塊 本次設(shè)計(jì)中8*8的LED電子顯示屏的制作。相對(duì)而言是比較簡(jiǎn)單的。4.2計(jì)算機(jī)仿真4.2.1 電路圖圖3電路圖(1) 打開Keil uVision3，新建Keil項(xiàng)目，選擇AT89S51單片機(jī)作為CPU，新建C語言源文件，編寫程序，并將其導(dǎo)入到“Source Group”中。在“

23、Option for Target”對(duì)話窗口中，選中“Output”選項(xiàng)卡中的“Create HEX”選項(xiàng)和“Debug”選項(xiàng)卡中的“Use：Proteus VSM Simulator”選項(xiàng)。編譯源程序，改正程序中的錯(cuò)誤。(2) 在Proteus ISIS中，選中AT89S51并單擊鼠標(biāo)左鍵，打開“Edit Compoment”對(duì)話窗口，設(shè)置單片機(jī)晶振頻率為12MHZ，在此窗口中的“Program File”欄中，選擇先前用Keil生成的.HEX文件。在Proteus ISIS的菜單欄中選擇“File”-“Save Design”選項(xiàng)，保存設(shè)計(jì)。在Proteus ISIS的菜單欄中，打開“De

24、bug”下拉菜單，在菜單中選中“Use Remote Debug Monitor”選項(xiàng)，以支持與Keil的聯(lián)合調(diào)試。(3) 在Keil的菜單欄中選擇“Debug”-“Star/Stop Debug Session”選項(xiàng)，或者直接單擊工具欄的“DebugStar/Stop Debug Session”圖標(biāo)，進(jìn)入程序調(diào)試環(huán)境。按“F5”鍵，順序運(yùn)行程序。4.3總體設(shè)計(jì)電路圖4.3.1外部電路連接圖圖4 外部電路連接圖點(diǎn)陣LED顯示器是將許多的LED類似矩陣一樣排列在一起組成的顯示器件，當(dāng)單片機(jī)輸出的控制信號(hào)，使得點(diǎn)陣中的LED有發(fā)光，有些不發(fā)光，即可顯示出特定的信息，包括漢字，圖形符號(hào)等。有微機(jī)控

25、制點(diǎn)陣的LED大屏幕廣告宣傳牌隨處可見。試驗(yàn)儀上深有一個(gè)陽極的8*8的點(diǎn)陣LED顯示器，；點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)如圖所示。該點(diǎn)陣對(duì)外引出8條行線，八條列線。若使某一個(gè)Led發(fā)光，只要將與其LED連接的行線加高電平，列線加低電平;若是某一列LED發(fā)光，只要將八根行線全加高電平，此列線加低電平；若使某一列LED部分發(fā)光，只要將需要發(fā)光的行線加高電平，此列線加低電平圖5 點(diǎn)陣LED試驗(yàn)儀上的點(diǎn)陣LED 及驅(qū)動(dòng)電路如下一頁圖所示（與單片機(jī)之間有實(shí)驗(yàn)者自連）。單片機(jī)P2口（實(shí)驗(yàn)時(shí)可自定）輸出的數(shù)據(jù)通過行驅(qū)動(dòng)器（7407）加值至點(diǎn)陣的八條行線上，單片機(jī)P1口輸出的數(shù)據(jù)通過列驅(qū)動(dòng)器（ULN2003A）反向后加至點(diǎn)陣的八條

26、列線上。若要使該點(diǎn)陣顯示某一信息，只要通過P2口P1口輸出特定的數(shù)據(jù)，控制點(diǎn)陣LED逐環(huán)活逐列換發(fā)光即可。例如欲顯示漢字“年 華”，采用逐列循環(huán)發(fā)光。首先由“年”點(diǎn)陣輪廓。確定點(diǎn)陣代碼。根據(jù) “年”的點(diǎn)陣代碼，確定逐列循環(huán)發(fā)光的時(shí)序如下：P2口輸出24H；P1口輸出80H；第7列的2個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出44H；P1口輸出40H；第6列的2個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出DCH；P1口輸出20H；第5列的5個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出54H；P1口輸出10H；第4列的3個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出7FH；P1口輸出08H；第3列的7個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出54H；P1口輸出04H；第2列的3個(gè)LED發(fā)光。P

27、2口輸出54H；P1口輸出02H；第1列的3個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出44H；P1口輸出01H；第0列的2個(gè)LED發(fā)光。步驟之間可插入1ms 左右的延時(shí)。重復(fù)進(jìn)行，即可在LED 上穩(wěn)定地顯示出“年”。P2口輸出10H；P1口輸出10H；第7列的1個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出24H；P1口輸出24H；第6列的2個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出DCH；P1口輸出74H；第5列的4個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出54H；P1口輸出84H；第4列的2個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出7FH；P1口輸出0FH；第3列的4個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出54H；P1口輸出F4H；第2列的5個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出54H；P1口輸出34H；第1列

28、的3個(gè)LED發(fā)光。P2口輸出44H；P1口輸出54H；第0列的3個(gè)LED發(fā)光。步驟之間可插入1ms 左右的延時(shí)。重復(fù)進(jìn)行，即可在LED 上穩(wěn)定地顯示出“華”。這里P2 口先后輸出的8 字節(jié)數(shù)據(jù)： 24H,44H,DCH,54H,7FH,54H,54H,44H,為“年”的代碼。10H,24H,74H,84H,0FH,F4H,34H,54H,為“華”的代碼。4.4流程圖開始清屏100ms置碼指針初值每個(gè)字停留時(shí)間每個(gè)字8個(gè)碼掃描指針置第一位取碼指針存入R0掃描輸出掃描下一個(gè)取代碼輸出到P2取下一個(gè)碼掃描1ms8個(gè)碼完成?每個(gè)字掃描時(shí)間到了?8個(gè)字48個(gè)碼是否完成NYYNN 圖6 流程圖4.5程序源

29、ORG 0HSTART0:MOV R3,# 78HSTART1:MOV DPTR,#DATA1 ;指向點(diǎn)陣代碼首址MOV R2,#80H;80H ;使第7 列（最左一列）陰極為低電平CLR CDISP: MOV A,#0MOVC A,A+DPTR ;取一列點(diǎn)陣代碼MOV P2,A ;加至陽極MOV P1,R2 ;使一列陰極為低電平CALL DELAY ;延時(shí)INC DPTR ;指向下一列代碼MOV A,R2 ;R2 右移一位，為下一列陰極輸出低電平作準(zhǔn)備RRC AMOV R2,AJNC DISP ;8 列未完,轉(zhuǎn)DJNZ R3 ,START1AJMP START2DATA1: 24H,44H,

30、DCH,54H,7FH,54H,54H,44H,為“年”的代碼START2:MOV R4,# 78HSTART3:MOV DPTR,#DATA2 ;指向點(diǎn)陣代碼首址MOV R5,#80H ;80H使第7 列（最左一列）陰極為低電平CLR CDISP1: MOV A,#0MOVC A,A+DPTR ;取一列點(diǎn)陣代碼MOV P2,A ;加至陽極MOV P1,R5 ;使一列陰極為低電平CALL DELAY ;延時(shí)INC DPTR ;指向下一列代碼MOV A,R5 ;R5 右移一位，為下一列陰極輸出低電平作準(zhǔn)備RRC AMOV R5,AJNC DISP1 ;8 列未完,轉(zhuǎn)DJNZ R4 ,START3

31、AJMP START0DATA2: 10H,24H,74H,84H,0FH,F4H,34H,54H,為“華”的代碼。DELAY: MOV R1,#0 ;延時(shí)子程序DELY0: DJNZ R1,DELY0RETEND總結(jié)與體會(huì)通過這次設(shè)計(jì)使我了解到單片機(jī)的應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的各個(gè)方面。仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷增強(qiáng)，更為開放。編程軟件技術(shù)更是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域不可缺少的一部分，單片機(jī)仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷爭(zhēng)強(qiáng)，更為開放，它不但是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣泛的控制設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位。使我對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用有了更好的了

32、解和認(rèn)識(shí)，在課程設(shè)計(jì)過程中不僅鞏固了我們的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且使我們各個(gè)方面的能力都有很大的提高。從一開始的無從下手，資料的整理，在老師的幫助下，無疑是對(duì)我們查閱資料的能力、設(shè)計(jì)報(bào)告的能力、電腦繪圖等能力的進(jìn)一步提高。很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合，開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力的進(jìn)一步在課程設(shè)計(jì)中使我學(xué)會(huì)了很多，也對(duì)自己的能力有了進(jìn)一步的提高，為以后的學(xué)習(xí)和工作加強(qiáng)。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解

33、決，它更是自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。參考文獻(xiàn)1周越.單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教程.江海職業(yè)技術(shù)學(xué)院. 2李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社. 3張大明,劉振鵬.單片微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)實(shí)操指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社4鐘富昭,張晨.8051單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用.人民郵電出版社.5李全釗.單片機(jī)原理技術(shù)與應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.6李全利單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).高等教育出版社.7其他.專業(yè)班級(jí)姓 名論文題目基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示指導(dǎo)教師初審成績(jī)?cè)u(píng)定內(nèi)容論文選題資料利用學(xué)術(shù)造詣知識(shí)掌握科研能力論文完成情況寫作能力寫作規(guī)范總成績(jī)成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)10分10分20分20分10分10分10分10分100分實(shí)際評(píng)分評(píng)閱教師評(píng)閱成績(jī)?cè)u(píng)定內(nèi)容論文選題資料利用學(xué)術(shù)造詣知識(shí)掌握科研能力論文完成情況寫作能力寫作規(guī)范總成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)10分10分20分20分10分10分10分10分100分實(shí)際評(píng)分答辯成績(jī)?cè)u(píng)定內(nèi)容儀態(tài)儀表語言答辯效果知識(shí)掌握科研能力論文完成情況寫作能力寫作規(guī)范總成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)10分10分20分20分10分1