微原课程设计LED动态显示课程设计.doc

1、 目录一、课程设计任务书：2二、课程设计背景31.1 LED数码管31.1.2 led数码管的结构及工作原理31.2 STC89C5251.2.1 时钟电路61.2.2 复位及复位电路7三、课程设计过程103.1 单片机STC89C52内部源程序代码103.2 使用KEIL软件，导入源程序113.3 再使用软件proteus画出原理图（仿真图）123.4 单片机STC89C52导入源程序文件123.5 运行结果13四、课程设计心得体会17五、参考文献17六、小组成员：18一、课程设计任务书： 微机原理及应用B 课程设计任务书20102011学年 第 2学期第 19 周 19 周 题目LED动态

2、显示内容及要求内容：1、用STC89C52为处理器，设计一电路实现LED数码管的循环显示，画出原理图要求：1、用proteus画出原理图2、用C语言或汇编编写程序3、用proteus合keil联合仿真进度安排1、方案论证 0.5天2、分析、设计、调试、运行 4天3、检查、整理、写设计报告、小结 0.5天学生姓名：指导时间2011年6月27日至2011年7月1日指导地点：F 楼 613室任务下达2010年 6月 27日任务完成2011年7 月 1日考核方式1.评阅 2.答辩 3. 实际操作 4.其它指导教师郭 亮系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备

3、查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。二、课程设计背景1.1 LED数码管 1.1.1简介LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的 2个8数码管字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二

4、极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。1.1.2 led数码管的结构及工作原理led数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，

5、led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图片 10引脚的LED数码管图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管 LED数码管引脚定义图2 引脚定义 每一笔划都是对应一个字母表示 DP是小数点. LED数码管要正常显示，就

6、要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 A、静态显示驱动： 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O埠进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位*器*进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O埠多，如驱动5个数码管静态显示则需要58=40根I/O埠来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O埠才32个呢。故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。 B、动态显示驱动： 数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态

7、驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非

8、同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O埠，而且功耗更低。1.2 STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。单片机总控制电路如下图41：图41单片机总控制电路1.2.1 时钟电路STC89C52内部有一个用

9、于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图42(a) 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图42（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机

10、使用。示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。（a）内部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路图42时钟电路1.2.2 复位及复位电路（1）复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入

11、系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表一所示。表一 一些寄存器的复位状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H（2）复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机

12、器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。产生复位信号的电路逻辑如图43所示：图43复位信号的电路逻辑图整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图44（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方

13、式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图44（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图44（c）所示：（a）上电复位 （b）按键电平复位 （c）按键脉冲复位图44复位电路上述电路图中的电阻、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。本系统的复位电路采用图44（b）上电复位方式。STC89C52具体介绍如下： 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：

14、片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O

15、口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7STC89C52主要功能如表二所示。表二 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能三、课程设计过程 本小组经过讨论，决定设计单个LED数码管

16、动态显示来完成本次课程设计任务。3.1 单片机STC89C52内部源程序代码： ORG 0000H ;程序执行开始地址 AJMP MAIN ;跳至MAIN执行 ORG 0040H MAIN: MOV R0,#00H ;得到键值 DISPLAY:MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR ;查行键值送ACC MOV P0,A; LCALL DELAY_1S INC R0 CJNE R0,#10,DISPLAY LJMP MAINDELAY_1S:;1S延时MOV R5,#20DEL61:MOV R6,#200DEL62:MOV R7,#125DEL63:DJNZ

17、 R7,DEL63DJNZ R6,DEL62DJNZ R5,DEL61RETTABLE: ;七段显示器数据定义 DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H ; 01234 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H ; 56789 END ;程序结束3.2 使用KEIL软件，导入源程序：经过处理得文件：3.3 再使用软件proteus画出原理图：3.4 单片机STC89C52导入源程序文件：双击显示对话框，再导入KEIL软件得到的后：3.5 运行结果： 开始运行：1秒后：5秒后：9秒后：10秒后：15秒后：这样从而实现LED数码管循环显示的要求。点击图中的按钮复位

18、，得到如下图：四、课程设计心得体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关LED数码管和单片机STC89C52方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的程序运行和仿真调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，不过通过查阅书籍和求教老师，最终达到了目标。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定

19、要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我通过查阅有关资料和书籍，了解和掌握了一些LED数码管的有关知识、结构和工作原理，同时了解了一些单片机STC89C52的有关知识，也熟悉和掌握了软件KEIL和PROTEUS操作和使用，最后通过所学所知，再经过重重困难，设计出单个LED数码管动态显示的电路，并用软件PROTEUS仿真出来，从而达成课程设计的任务。 此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。五、参考文献1. 龙威林 等编，单片机应用入门.北京：化学工业出版社，20082. 张友德 等编，单片微型机原理、应用与实验.复旦大学出版社，20103. 郑初华 等编，汇编语言、微机原理及接口技术.电子工业出版社，2010六、小组成员：17