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物理与电子工程学院《单片机原理与接口技术》课程设计报告书设计题目:基于单片机的按键控制LED数码管共阴极动态显示电路设计专业:自动化班级:14级专接本1班学生姓名:陈晓学号:20140343116指导教师:成燕平2015年6月14日物理与电子工程学院2014级课程设计II物理与电子工程学院课程设计任务书专业:自动化班级:1班学生姓名XX学号20140343116课程名称单片机原理与接口技术设计题目基于单片机的按键控制LED数码管共阴极动态显示电路设计设计目的、主要内容(参数、方法)及要求设计目的:掌握由单片机控制的硬件电路和软件程序的设计方法。掌握KeiluVision编程软件和ProteusProfessional仿真软件的使用方法。设计主要内容及要求:硬件电路主要由电源部分、单片机主控部分、按键电路、显示部分构成。画出系统电路原理图,软件设计(系统流程图、编写源代码程序),最后对系统进行仿真调试。1、电源部分:采用稳压直流电源对系统进行供电,设计三端稳压电源电路。2、主控部分:对单片机进行选型,并设计单片机最小系统电路。3、按键部分:设计3个按键,按键S1、S2、S3分别具有增量、减量和清0功能。4、显示部分:采用2个共阴极LED数码管作为显示电路,并采用动态驱动方式进行显示。实现功能为:用两位数码管显示一个十进制数,变化范围为00~15,开始时显示00,每按一次S1键一次,数值加1;每按下S2键一次,数值减1,;每按下S3键一次,数值归零。第一个数码管显示,时间为0.5s,然后关闭它;立即让第二个数码管显示,时间为0.5s,再关闭它;然后回来显示第一个数码管,一直循环下去。工作量2周时间,每天3学时,共计42学时进度安排第1天:明确课程设计的目的和意义,根据课程设计要求查找相关资料第2-3天:学习课程设计中用到的单片机相关知识第4-5天:根据课程设计的要求完成硬件主要芯片选型及硬件电路设计。第6-7天:学习ProteusProfessional仿真软件,绘制硬件电路原理图。第8-10天:学习KeiluVision编程软件,完成软件系统设计。第11-12天:通过ProteusProfessional仿真软件,进行仿真调试。第13-14天:撰写课程设计报告。主要参考资料[1]郭天祥编著,51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京:电子工业出版社,2014.11[2]宋雪松,李冬明,催长胜.手把手教你学51单片机(C语言版)[M].北京:清华大学出版社,2014.4[3]汤嘉立,李林,胡羽等.单片机应用技术实例教程[M].北京:人民邮电出版社,2014.11[4]徐爱钧.单片机原理实用教程-基于Proteus虚拟仿真(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2012.12[5]徐爱钧,徐阳.Keil单片机高级语言应用编程与实践[M].电子工业出版社,2013.12指导教师签字教研室主任签字物理与电子工程学院2014级课程设计III摘要随着计算机技术的发展,现代的计算机都是大规模集成电路计算机它们具有功能强、结构紧凑、系统可靠等特点,其发展趋势是巨型化、微型化、网络化及智能化。微型化是计算机发展的重要方向,也就是把计算机的运算器、控制器、存储器、I/O接口四个组成部分集成在一个硅片内,于是就出现了一个以大规模集成电路为主要组成的微型计算机即单片机(SingleChipMicrocomputer)。正是由于单片机技术的发展,才能使LED七段数码管能够在减少驱动器的情况下能够直接被驱动。单片机控制数码管显示的应用面积很广泛,实用性极强,而其的设计是基于嵌入式的控制器设计。嵌入式应用涉及面较广,想要进入嵌入式应用系统的开发,就必须打好嵌入式应用设计与编程基础。本课题是设计单片机最底层设置,通过实现本课题来培养自身嵌入式设计能力锻炼设计者设计一个完整项目的实际思路。由于LED数码管显示技术的优势使得它被广泛应用在工业过程控制系统、智能仪表,智能产品等领域。本论文重点介绍了LED(lightemissiondiode)数码管显示技术,并且编写了这种显示技术在单片机中实现的关键编码以及提供了参考原理简图。关键词:LED技术;单片机;数码管物理与电子工程学院2014级课程设计IV目录1引言..................................................................................................11.1设计任务..........................................................................................11.2设计目的..........................................................................................12软件介绍..........................................................................................22.1ATC89C51单片机..........................................................................22.2LED数码管的介绍.........................................................................42.3Keil软件介绍..................................................................................52.4Protues软件的介绍........................................................................63系统设计..........................................................................................83.1系统硬件设计.................................................................................83.2系统软件设计................................................................................94总结..................................................................................................9参考文献.....................................................................................15附录................................................................................................1611引言在单片机应用系统中,显示器是一个不可缺少的人机交互设备之一,是单片机应用系统中最基本的输出装置。通常需要用显示器显示运行状态以及中间结果等信息,便于人们观察和监视单片机系统的运行状况。而单片机系统中最为常见的显示器是发光二极管数码显示器(简称LED显示器)。LED显示器具有低成本、配置简单、安装方便和寿命长等特点。但显示内容比较有限,一般不能用于显示图形。LED显示器是由若干个发光二极管组成,数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);当发光二极管导通时,相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通,就能显示出各种字符。1.1设计任务采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制为核心,稳压直流电源对系统进行供电,设计三端稳压电源电路。对单片机进行选型,并设计单片机最小系统电路。设计3个按键,按键S1、S2、S3分别具有增量、减量和清0功能。采用2个共阴极LED数码管作为显示电路,并采用动态驱动方式进行显示。实现功能为:用两位数码管显示一个十进制数,变化范围为00~15,开始时显示00,每按一次S1键一次,数值加1;每按下S2键一次,数值减1,;每按下S3键一次,数值归零。第一个数码管显示,时间为0.5s,然后关闭它;立即让第二个数码管显示,时间为0.5s,再关闭它;然后回来显示第一个数码管,一直循环下去。1.2设计目的掌握由单片机控制的硬件电路和软件程序的设计方法。掌握KeiluVision编程软件和ProteusProfessional仿真软件的使用方法。通过一个微机应用系统的设计和调试过程,运用《单片机原理及应用》课程所学的知识,在设计中加以实践,达到理解、巩固和发展所学内容的目标。通过系统结构、流程设计、编程与调试的过程,掌握分析和解决问题的方法与手段,提高系统设计、程序编码与调试方面的实际动手能力,让同学们在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用,使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高,为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定基础。物理与电子工程学院2014级课程设计22软件设计与介绍2.1ATC89C51单片机AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高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。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。一个单片机芯片的基本组成如下:中央处理器CPU:它是单片机的核心,用于产生各种控制信号,完成对数据的算术逻辑运算和传送。内部数据存储器RAM:用来存放可以读/写的数据。内部程序存取ROM:用来存放程序指令或某些常数表格。4个8位的并行I/O接口P0、P1、P2和P3,每个口都可以用作输入或输出。3个定时/计数器,用来做外部事件计数器,也可以定时。内部中断系统:具有5个中断源、2个优先级的嵌套中断结构,可实现二级中断服务程序嵌套。每一个中断源都可以用软件程序规定为高优先级中断或低优先级中断。一个串行接口电路:可用于异步接收发送器。内部时钟电路:振荡频率可以高达40MHZ,但晶体和微调电容需要外接。ATC89C51单片机管脚图如下:图2-1ATC89C51单片机管脚图物理与电子工程学院2014级课程设计3ATC89C51单片机引脚功能如下:VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上
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