1、黃河科技(kj)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 工 學(xué)院(xuyun) 機(jī)械(jxi) 系 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 13 級 專升本 班學(xué)號 1303050009 姓名 靳優(yōu) 指導(dǎo)教師 常 靜 題目: 動態(tài)數(shù)碼管顯示的設(shè)計 課程: 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計 課程設(shè)計時間 2014年 10月27 日 至2014年11 月 10 日 共 2 周課程設(shè)計工作內(nèi)容與基本要求(設(shè)計要求、設(shè)計任務(wù)、工作計劃、所需相關(guān)資料)（紙張不夠可加頁）1設(shè)計要求利用AT89C51單片機(jī)作為微控制器，p0端口接動態(tài)數(shù)碼管的字形碼筆段，p2端口接動態(tài)數(shù)碼管的數(shù)位選擇端，p1.7接一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接高電平時，顯示“03050009

2、”字樣；當(dāng)開關(guān)接低電平時，顯示“ACEFFECA”字樣。2. 設(shè)計任務(wù)與要求2.1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計根據(jù)該系統(tǒng)設(shè)計的功能要求選擇所用元器件，設(shè)計硬件電路。要求用Proteus繪制整個系統(tǒng)電路原理圖。2.2軟件設(shè)計根據(jù)該系統(tǒng)要求的功能進(jìn)行軟件設(shè)計，繪制整個系統(tǒng)的軟件流程圖；根據(jù)流程圖編寫程序并匯編調(diào)試通過；列出軟件清單，軟件清單要求逐條加以注釋。2.3 Proteus仿真用Proteus對系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行仿真調(diào)試并通過。2.4 編寫設(shè)計說明書內(nèi)容包括任務(wù)書、設(shè)計方案分析、硬件部分設(shè)計、軟件部分設(shè)計、調(diào)試結(jié)果整理分析、設(shè)計調(diào)試的心得體會等，字?jǐn)?shù)不少于5000字；硬件部分設(shè)計要繪制整個系統(tǒng)電路原理圖，對

3、各部分電路設(shè)計原理做出說明；軟件設(shè)計部分要（用visio2003畫圖軟件）繪制整個系統(tǒng)框圖及各部分的軟件流程圖，列出程序清單，逐條加以注釋，并注明各程序功能塊的功能。3工作計劃 序號設(shè)計內(nèi)容所用時間1布置任務(wù)及調(diào)研天3制作與調(diào)試天4撰寫設(shè)計報告書2天合 計14天 指導(dǎo)老師簽字(qin z): 日 期: 黃河科技學(xué)院課程設(shè)計摘 要本課程設(shè)計主要設(shè)計一個(y )基于AT89C51單片機(jī)的動態(tài)數(shù)碼顯示，通過硬件、軟件的設(shè)計，并在進(jìn)行數(shù)碼顯示的時候，要對顯示單元開辟(kip)八個顯示緩沖區(qū)，且每個顯示緩沖區(qū)有顯示的不同數(shù)據(jù)即可。本次設(shè)計是通過keil來驗證匯編語言的對錯，應(yīng)用Proteus軟件實現(xiàn)單片

4、機(jī)數(shù)碼顯示系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。通過本次課程設(shè)計進(jìn)一步對單片機(jī)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，從而更熟悉單片機(jī)的原理和相關(guān)(xinggun)設(shè)計并提高了開發(fā)軟、硬件的能力。本次課程設(shè)計需對keil軟件比較熟悉，74LS164器件的工作原理、延時程序的方法以及數(shù)碼動態(tài)顯示的工作原理非常熟悉。關(guān)鍵字：單片機(jī)；工作原理；需求分析；功能分析目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10913 1 單片機(jī)簡介(jin ji) PAGEREF _Toc10913 1 HYPERLINK l _Toc19692 1.1單片機(jī)介紹(jisho) PAGEREF _Toc19692 1 HYPERLINK

5、 l _Toc25160 1.2單片機(jī)的工作(gngzu)過程 PAGEREF _Toc25160 1 HYPERLINK l _Toc5607 1.3單片機(jī)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc5607 1 HYPERLINK l _Toc9892 2 設(shè)計簡介及設(shè)計方案論述 PAGEREF _Toc9892 3 HYPERLINK l _Toc7568 2.1設(shè)計目的 PAGEREF _Toc7568 3 HYPERLINK l _Toc31127 2.2元器件清單 PAGEREF _Toc31127 3 HYPERLINK l _Toc11916 2.3實驗任務(wù) PAGEREF _Toc119

6、16 4 HYPERLINK l _Toc21051 3 硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc21051 5 HYPERLINK l _Toc1657 3.1設(shè)計思路 PAGEREF _Toc1657 5 HYPERLINK l _Toc5907 3.2電路原理圖 PAGEREF _Toc5907 5 HYPERLINK l _Toc31670 3.3硬件連線 PAGEREF _Toc31670 5 HYPERLINK l _Toc28457 4 程序設(shè)計 PAGEREF _Toc28457 7 HYPERLINK l _Toc17068 4.1程序設(shè)計內(nèi)容 PAGEREF _Toc17068

7、7 HYPERLINK l _Toc18621 4.2系統(tǒng)框圖 PAGEREF _Toc18621 7 HYPERLINK l _Toc22060 4.3程序框圖 PAGEREF _Toc22060 8 HYPERLINK l _Toc10917 4.4C語言源程序 PAGEREF _Toc10917 8 HYPERLINK l _Toc25559 5 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及操作說明 PAGEREF _Toc25559 11 HYPERLINK l _Toc19869 5.1仿真與調(diào)試 PAGEREF _Toc19869 11 HYPERLINK l _Toc25772 5.2硬件接線及調(diào)試 PAGERE

8、F _Toc25772 12 HYPERLINK l _Toc9484 總 結(jié) PAGEREF _Toc9484 13 HYPERLINK l _Toc2869 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc2869 14第 頁黃河科技學(xué)院課程設(shè)計1 單片機(jī)簡介(jin ji)1.1單片機(jī)介紹(jisho)單片微型計算機(jī)簡稱(jinchng)單片機(jī)，是典型的嵌入式HYPERLINK /view/368297.htm t _blank 微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用HYPERLINK /vi

9、ew/50152.htm t _blank 處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使HYPERLINK /view/1130583.htm t _blank 計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(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)計出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。1.2單片機(jī)的工作過程單片機(jī)自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設(shè)計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作；單

10、片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機(jī)能自動完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲功能的部件存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址號，該地址號稱為存儲單元的地址，這樣只要知道了存儲單元的地址，就可以找到這個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然

11、后再被執(zhí)行。1.3單片機(jī)的應(yīng)用目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)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(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下

12、幾個范疇：1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。 2.在工業(yè)(gngy)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)(xtng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管芯片理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 3.在家用

13、電器(ji yn din q)中的應(yīng)用 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。 4.在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機(jī)等。 5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。7.單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片

14、機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機(jī)智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。2 設(shè)計簡介及設(shè)計方案論述2.1設(shè)計(shj)目的在實際的單片機(jī)系統(tǒng)中，往往需要多位顯示。動態(tài)顯示是一種最常見的多位顯示方法(fngf)，應(yīng)用非常廣泛。本次課程設(shè)計(shj)要求實驗兩位動態(tài)顯示，并通過調(diào)試程序達(dá)到最佳顯示效果。通過實驗應(yīng)掌握以下知識要點： 1數(shù)碼管動態(tài)顯示電路的連接方法。2練習(xí)動態(tài)顯示程序的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。3掌握數(shù)碼管顯示及其一般電路結(jié)構(gòu)。4掌握動態(tài)顯示程

15、序的一般設(shè)計方法。2.2元器件清單表2.1元器件列表本次課程設(shè)計需要的元器件清單位下表:元件名稱型號數(shù)量/個用途單片機(jī)AT89C511控制核心撥碼開關(guān)BUTTON1發(fā)出信號電容30uf、10uf各1晶振電路排阻Respack81上位電阻電阻10k、4.7k各1復(fù)位電路數(shù)碼管7SEG-MPX8-CC1顯示電路撥碼開關(guān)BUTTON1發(fā)出信號電源+5v1提供電源2.3實驗任務(wù)如圖所示，p0端口接動態(tài)數(shù)碼管的字形碼筆段，p2端口接動態(tài)數(shù)碼管的數(shù)位選擇端，p1.7接一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接高電平時，顯示“03050009”字樣；當(dāng)開關(guān)接低電平時，顯示“ACEFFECA”字樣。3 硬件設(shè)計3.1設(shè)計(shj)思

16、路(sl)動態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點亮。在進(jìn)行數(shù)碼顯示的時候(sh hou)，要對顯示單元開辟8個顯示緩沖區(qū)，每個顯示緩沖區(qū)裝有顯示的不同數(shù)據(jù)即可。3.2電路原理圖圖3.1電路原理圖3.3硬件連線1 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的p0.0/ad0p0.7/ad7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ah端口上；2 把“單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)”區(qū)域中的p2.0/a8p2.7/a15用8芯排線連接到“動態(tài)(dngti)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的s1s8端口上

17、；3 把“單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)”區(qū)域中的p1.7端口用導(dǎo)線連接到“獨立式鍵盤”區(qū)域中的sp1端口上；4 程序設(shè)計4.1程序(chngx)設(shè)計(shj)內(nèi)容1.動態(tài)掃描(somio)方法動態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形碼的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點亮（數(shù)位選擇）。2.在進(jìn)行數(shù)碼顯示的時候，要對顯示單元開辟8個顯示緩沖區(qū)，每個顯示緩沖區(qū)裝有顯示的不同數(shù)據(jù)即可。3.對于顯示的字形碼數(shù)據(jù)我們采用查表方法來完成。4.2系統(tǒng)框圖數(shù)碼管單片機(jī)復(fù)位電路晶振電路按鈕圖4.1系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖為下

18、圖：開始4.3程序(chngx)框圖否是K1按鍵=1？置“03050009”字形碼首地址置“ACEFFECA”字形碼首地址置字形碼偏移值和位選代碼查表并送出顯示延遲1ms，并指向下一個偏移量否8個數(shù)碼管顯示完否？圖4.2程序框圖是4.4C語言源程序#include #define uchar unsigned char sbit K1=P17;void delay_ms(uchar ms);void main(void) unsigned char code table1=0 x3f,0 x4f,0 x3f,0 x6d,0 x3f,0 x3f,0 x3f,0 x6f; unsigned cha

19、r code table2=0 x77,0 x39,0 x79,0 x71,0 x71,0 x79,0 x39,0 x77; unsigned char bitDisp=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f; unsigned char i; while(1) P2=0 xff; delay_ms(1); if(K1=1) delay_ms(5); if(K1=1) for(i=0;i8;i+) P2=0 xff;P0=table1i; P2=bitDispi;delay_ms(1); if(K1=0) delay_ms(5); if(

20、K1=0) for(i=0;i8;i+) P2=0 xff; P0=table2i; P2=bitDispi; delay_ms(1); void delay_ms(uchar ms) / 延時毫秒12M,ms最大值255 char i; while(ms-) for(i = 0; i 110; i+); 5 系統(tǒng)(xtng)聯(lián)調(diào)及操作說明5.1仿真(fn zhn)與調(diào)試操作(cozu)如下：1、在Proteus軟件中繪制出硬件電路圖。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求(yoqi)，選擇元器件，設(shè)計出硬件電路圖。2、編寫系統(tǒng)程序。根據(jù)系統(tǒng)要求，畫流程圖。在WAVE（或keil）中編程，過程中先將各模塊搞好，分別

21、調(diào)試各模塊，調(diào)試好后，編寫主程序，將各系統(tǒng)結(jié)合，使成為系統(tǒng)軟件。各模塊調(diào)試后，在調(diào)試主程序，看是否能實現(xiàn)系統(tǒng)功能。3、硬件和軟件電路的聯(lián)合模擬調(diào)試在Proteus軟件中進(jìn)行。先將編譯好的HEX文件加載到AT89C51中，在運行硬件電路。觀察數(shù)碼管顯示器顯示的數(shù)值是否與理想數(shù)據(jù)一致。若一致，則電路設(shè)計成功。若還是不同，繼續(xù)檢查調(diào)試，直到成功。圖5.1動態(tài)數(shù)碼顯示結(jié)果圖5.2動態(tài)(dngti)數(shù)碼顯示(xinsh)結(jié)果5.2硬件接線(ji xin)及調(diào)試雖然軟件模擬調(diào)試是非常重要的，但是還是紙上談兵啊，真正要到了調(diào)試的時候，這又是一個比設(shè)計還頭痛的事，我們說它令人頭痛是有原因的，按理是通的，但調(diào)試

22、不一定可以出來，甚至于設(shè)計是錯誤的，調(diào)試是設(shè)計的試金石??！單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件盒硬件調(diào)試成功后最后一步是進(jìn)行硬件的連接和物制作，我們的硬件調(diào)試是在試驗臺上進(jìn)行的，雖然與設(shè)計的電路不太相同，不過可以適當(dāng)修改源程序，以適應(yīng)實驗臺的要求。1.根據(jù)情況和設(shè)計要求連接電路圖。2.行模塊測試，就是用簡單的程序進(jìn)行調(diào)試以確定電路連接正確。3.將修改后的程序下載到單片機(jī)里，可以用偉福仿真系統(tǒng)，進(jìn)行單步和斷點調(diào)試。4.將運行結(jié)果和實驗現(xiàn)象與預(yù)定值進(jìn)行比較，再適當(dāng)修改程序以達(dá)到要求?？?結(jié)上個學(xué)期的單片機(jī)課已經(jīng)早早的上完了，但是理論純屬理論，沒有與實踐的結(jié)合總讓我們學(xué)的不踏實，感覺沒有達(dá)到學(xué)以致用(xu y zh yng)的效果。所慶幸的是在這個學(xué)期老師給我們安排了這次單片機(jī)課程設(shè)計，給了我們學(xué)以致用的好機(jī)會。通過本次的實驗，讓我復(fù)習(xí)了知識點，也讓我在次掌握了新的知識。在完成這次實驗后，讓我想到可以用多個按鍵控制多個數(shù)碼管實現(xiàn)加減(ji jin)和暫停和開始。我覺得這次的課程實驗讓我知道，一