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《单片机设计与实训》设计报告题目：数码管滚动显示控制姓名：王伟杰班级：自动化四班学号：2014550430指导老师：张莹提交日期：2016年10月29日目录一、设计题目与要求....................................................................................................................31.1设计题目.............................................................................................................................31.2设计要求...........................................................................................................................3二、系统方案设计........................................................................................................................32.1硬件电路设计.....................................................................................................................31.单片机最小系统简介....................................................................................................32.数码管显示电路...........................................................................................................62.3硬件选型及说明................................................................................................................61.ST89C51单片机..........................................................................................................62.四位一体七段共阴极显示数码管.............................................................................8三、系统原理图设计与仿真.........................................................................................................93.1系统仿真图........................................................................................................................93.2系统仿真结果..................................................................................................................10四、程序设计..............................................................................................................................114.1程序设计...........................................................................................................................114.2程序流程图.......................................................................................................................12五、系统调试..............................................................................................................................145.1系统硬件调试..................................................................................................................145.2系统软件调试...................................................................................................................14六、总结与体会............................................................................................................................14附录一............................................................................................................................................16附录二............................................................................................................................................17附录三............................................................................................................................................27一、设计题目与要求单片机课程设计是一门实践课程，要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试，学生在熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境KeilC51编程调试，并使用STCISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分，基本部分即单片机最小系统部分，扩展部分是对单片机内部资源及外部IO口的功能扩展，使制作的单片机系统具有一定的功能。1.1设计题目数码管滚动显示控制1.2设计要求自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用两个四位一体数码管作为显示器件，通过按钮选择实现四种滚动显示模式，例如从左至右，从右至左，内缩，外扩等，滚动信息可以是数字或有意义的英文字符。二、系统方案设计2.1硬件电路设计本设计的硬件电路主要包括的模块有：单片机最小系统、七段数码管显示模块、1.单片机最小系统简介单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。结构图如下：图2.1单片机最小系统各部分的功能介绍如下：复位电路：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。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误是系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。MCS-51单片机的复位电路由片内、片外两部分组成，进行复位操作时，外部电路需在复位引脚RST端产生大于两个机器周期的高电平信号，RST引脚通过片内施密特触发器与复位电路相连（施密特触发器的作用是脉冲整型和抑制噪声）。MCS-51单片机的复位操作有两种方式：上电复位和上电按钮复位。图2.2复位电路图晶振电路（时钟电路）:时钟电路是单片机的心脏，它用于产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。单片机的时钟产生方法有内部时钟方式和外部时钟方式，大多数单片机应用系统采用内部时钟方式，本系统采用的亦是内部时钟方式。在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，XTAL1、XTAL2引脚分别为该反相放大器的输入端和输出端，在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。图2.3时钟电路图2.数码管显示电路图2.4数码显示电路2.3硬件选型及说明1.ST89C51单片机MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。8051是MCS-51系列单片机的典型产品。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线：引脚介绍：电源：VCC-芯片电源，接+5V；VSS-接地端；时钟：XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端控制线：⑴ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲：①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址；②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。⑵PSEN:外ROM读选通信号。⑶RST/VPD:复位/备用电源：①RST（Reset）功能：复位信号输入端；②VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。⑷EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源：①EA功能：内外ROM选择端；②Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。I/O线：4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。图2.589c51引脚图2.四位一体七段共阴极显示数码管图2.6数码管引脚图三、系统原理图设计与仿真3.1系统仿真图图3.1系统仿真图3.2系统仿真结果图3.2系统正在运行图3.3系统正在运行四、程序设计4.1程序设计数码管动态显示程序包含显示数字、部分字母符号、小数点、数码管闪烁、数码管消隐等。其它程序输出到显示程序的数据既可以是BCD码、二进制码、ASCII码、自定义显示码等。由硬件电路工作原理可知，为了显示稳定的数据，每秒必须显示数据50次以上，才能达