基于單片機(jī)的LED設(shè)計(jì)

.z基于單片機(jī)LED顯示課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的通過設(shè)計(jì)一個單片機(jī)系統(tǒng)〔具有單片機(jī)最小系統(tǒng)、4個獨(dú)立式按鍵及8個發(fā)光二級管、6個數(shù)碼管和一個蜂鳴器〕，掌握Protel設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件線路圖的方法和Proteus仿真軟件的使用，掌握使用KeilC51開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)控制程序的根本步驟和方法。任務(wù)涉及C51程序語言、MCS-51單片機(jī)I/O口應(yīng)用及人機(jī)接口應(yīng)用等知識，加強(qiáng)學(xué)生的理論知識。二、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個單片機(jī)系統(tǒng)〔包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、4個獨(dú)立式按鍵及8個發(fā)光二極管、6個數(shù)碼管和一個蜂鳴器〕，能用Protel繪出其原理圖，并進(jìn)展Proteus仿真，完成單片機(jī)綜合開發(fā)板的鍵盤、顯示等程序的編寫、編譯和調(diào)試。三、設(shè)計(jì)步驟〔1〕設(shè)計(jì)一個單片機(jī)系統(tǒng)〔包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、4個獨(dú)立式按鍵及8個發(fā)光二極管、8個數(shù)碼管和一個蜂鳴器〕，能用Protel繪出其原理圖，并進(jìn)展Proteus仿真；〔2〕借助單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱對鍵盤、顯示等程序進(jìn)展編輯、編譯和下載調(diào)試〔4〕教師檢查；〔5〕撰寫設(shè)計(jì)報告，內(nèi)容包括：單片機(jī)系統(tǒng)的硬件線路圖、單片機(jī)系統(tǒng)中鍵盤、顯示等程序及運(yùn)行結(jié)果、收獲與心得體會等。四、設(shè)計(jì)要求〔1〕電路原理圖繪制正確；〔2〕掌握Proteus仿真軟件的使用；〔3〕完成鍵盤、顯示等程序的編寫與調(diào)試。一、設(shè)計(jì)概述描述設(shè)計(jì)作品的主要功能及參數(shù)。利用61板和LED鍵盤模組，編寫程序讓按鍵控制鍵盤模組的6位LED數(shù)碼管的顯示。給1×8鍵盤定義一個數(shù)字，當(dāng)每按下一次按鍵時，將數(shù)碼管上原有的顯示內(nèi)容左移一位，然后將按鍵代表的數(shù)字顯示在最右邊的數(shù)碼管上。1×8鍵盤各個鍵對應(yīng)的數(shù)字如表按鍵名稱K1K2K3K4K5K6K7K8顯示數(shù)字12345678開機(jī)后〔程序運(yùn)行后〕，6為數(shù)碼管全部顯示0，當(dāng)按鍵按下時，數(shù)碼管上顯示的數(shù)字左移一位，該鍵對應(yīng)的數(shù)字顯示到最后的數(shù)碼管上。顯示的數(shù)字與鍵碼對應(yīng)關(guān)系：顯示數(shù)字12345678鍵碼〔IOA0-IOA7〕0*800*400*200*100*080*040*020*01二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)對課題系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)展大概介紹，以文字加框圖和流程圖的形式。硬件連接61板和LED鍵盤模組的硬件連接：IOA7IOA0連接8個按鍵的COL1~COL8,IOA8連接鍵盤的ROW；IOB15~IOB8連接8個LED的a~g、dp,用排線分別連接IOB與SEG接口，注意這里的連接順序是IOB8引腳連接SEG接口的a,IOB15引腳連接SEG接口的dp；IOB0~IOB5連接DIG接口的DIG1~DIG5。SPCE061A鍵盤模塊SPCE061ASPCE061ALED模塊IOA0COL1IOB0DIG1IOB8aIOA1COL2IOB1DIG2IOB9bIOA2COL3IOB2DIG3IOB10cIOA3COL4IOB3DIG4IOB11dIOA4COL5IOB4DIG5IOB12eIOA5COL6IOB5IOB13fIOA6COL7IOB6IOB14gIOA7COL8IOB7IOB15dpIOA8ROW圖12.2程序設(shè)計(jì)主要包含以下幾個文件：主程序文件鍵盤處理程序文件數(shù)碼管顯示程序文件中斷處理程序文件，實(shí)現(xiàn)IRQ4的1kHz中斷調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù)和IRQ6中斷調(diào)用按鍵掃描函數(shù)。三、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)描述例如：系統(tǒng)總體電路如圖.和圖.所示，本課題電路包括：系統(tǒng)電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、程序下載電路、音頻輸入輸出電路、單片機(jī)IO端口引出電路、1×8或者4×4鍵盤電路，發(fā)光二極管驅(qū)動電路，數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路，系統(tǒng)各電路具體介紹如下3.1系統(tǒng)電源電路電源模塊為系統(tǒng)板上其它模塊提供＋5V電源，電源輸入有兩種方式，一種為交直流電源從電源插座輸入，輸入的電壓要求，直流輸入應(yīng)大于7.5V，交流輸入應(yīng)大于5V，通過7805三端穩(wěn)壓器得到5V的直流電源供應(yīng)系統(tǒng)其它模塊工作，另一種為從USB接口獲?。?V電源，只要用相應(yīng)配套的USB線從電腦主機(jī)獲?。?V直流電源，在電源模塊中加有保護(hù)電路，即電路中有短路，不會對7805三端穩(wěn)壓器及電腦主機(jī)電源有損害！

其電路原理圖如圖3.4所示：3.2LED顯示原理：靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間。動態(tài)顯示需要CPU時刻對顯示器件進(jìn)展數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時間多。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間根本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片按圖1.1排列而成的?？蓪?shí)現(xiàn)0～9的顯示LED數(shù)碼管是由發(fā)光二級管顯示字段組成的顯示器，有8段和“米〞字段之分，這種顯示器有共陽級和共陰極兩種。所謂共陽方式〔如圖1.2〕是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極〔即P區(qū)〕是公共的，而陰極互相隔離。所謂共陰方式〔如圖1.3〕是筆畫顯示器各段發(fā)光管的陰極〔即N區(qū)〕是公共的，而陽極是互相隔離的。復(fù)位電路在單片機(jī)系統(tǒng)里，單片機(jī)需要復(fù)位電路，復(fù)位電路可以采用R－C復(fù)位電路，也可以采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路，R－C復(fù)位電路具有經(jīng)濟(jì)性，但可靠性不高，用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路具有很高的可靠性，因此為了保證復(fù)位電路的可靠性，該系統(tǒng)采用復(fù)位芯片實(shí)現(xiàn)的復(fù)位電路，復(fù)位電路如下圖。3.4靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊在該模塊中，每一路端口對應(yīng)著一個具體的數(shù)碼管，

具體的電路原理圖如圖：3.5程序下載模塊該模塊完成源程序代碼下載到AT89S51或者是AT89S52芯片中，它需要和微機(jī)上的ISP下載器軟件配合使用來完成這樣的功能。

具體的電路原理圖如圖：四、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)描述主程序流程圖：初始化系統(tǒng)，進(jìn)入掃鍵循環(huán)，調(diào)用鍵盤程序區(qū)鍵值，根據(jù)鍵值進(jìn)入相關(guān)的程序：原來顯示的數(shù)字左移一位，在把數(shù)字鍵代表的數(shù)字顯示在最右邊的數(shù)碼管上。開始初始化系統(tǒng)取鍵值開始初始化系統(tǒng)取鍵值數(shù)字鍵按下且確認(rèn)鍵沒有按下其他當(dāng)前現(xiàn)實(shí)的數(shù)字左移一位按鍵代表的數(shù)字顯示在最后變得數(shù)碼管是哪個清看門狗4.1鍵操作鍵值程序流程圖：和以前實(shí)驗(yàn)使用1×8鍵盤程序一樣，鍵盤程序時利用延時的方法進(jìn)展消抖處理的：先讀取IOA口鍵值保存的存放器，判斷讀回值是否為零，為零則表示沒有鍵按下，返回零；非零則延時大約30ms后再次讀取IOA口鍵值，比擬兩次讀取的鍵值是否一樣，如果一樣則放回鍵值；否則返回零。鍵盤程序流程圖如下圖：IOA8端口輸出“1〞IOA8端口輸出“1〞讀取IOA端口低8位輸入輸入是否為零碼延時消除抖動再次讀取IOA端口低8為輸入兩次讀取輸入相等嗎置有效返回值返回鍵值開始置返回鍵值為零4.2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延時程序：1MS延時程序，LED顯示程序用DL1MS:MOVR6,*14HDL1:MOVR7,*19HDL2:DJNZR7,DL2DJNZR6,DL1RET;;20MS延時程序，采用調(diào)用顯示子程序以改善LED的顯示閃爍現(xiàn)象DS20MS:ACALLDISPLAYACALLDISPLAYACALLDISPLAYRET五、系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試中遇到的問題及解決的方法：1.問題:對凌陽SPCE061A單片機(jī)匯編語言不熟悉.程序編寫困難.解決:通過光盤和中相關(guān)資料的學(xué)習(xí).終于設(shè)計(jì)出2.問題:數(shù)碼管各腳和接口不知道如何連接解決:認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和61板的說明書，弄清電路。六、總結(jié)在這個課體設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，如：C語言、模擬和數(shù)字電路知識等。雖然過去從未獨(dú)立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。最后，在實(shí)習(xí)之前，我們要對所用單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改良是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在實(shí)習(xí)過程中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中在這我要感謝教師的不厭其煩的教我們，由