IO口并行口直接驱动LED显示-在数码管上循环显示0-9数字-时间间隔为1秒。剖析

单片机原理及应用技术课程设计任务书一、设计目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2.掌握汇编语言程序设计方法。3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。二、课程设计题目：I/O口并行口直接驱动LED显示三、设计任务及要求1.利用单片机的P0端口的P0.0-P0.7连接到一个共阴极数码管的a-h的笔段上，数码管的公共端接地。2.在数码管上循环显示0-9数字，时间间隔为1秒。四、总体设计思路1.硬件设计思路及系统框图。2.软件设计思路及流程框图。五、设计步骤1.硬件设计（1）确定目标：设计整个系统是由哪些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出电路图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）总电路图：连接各模块电路。2.软件设计（1）分析系统功能，设计软件流程图并编写功能代码。（2）运用Keil软件进行程序调试。3.基于Proteus和Keil的软硬件联合仿真。六、课程设计成果要求课程设计报告打印稿、电子稿，使用Keil、Proteus软件综合调试仿真产生的文件夹。硬件电路图一份（A4）。目录前言.....................................................................2第1章课程设计的目的和任务要求..................................31.1、设计目的.........................................................31.2、课程设计题目.....................................................31.3、设计任务及要求...................................................3第2章系统设计原理........................................32.1AT89C51芯片的介绍...............................................32.2LED数码显示原理.................................................32.3总体设计方案......................................................3第3章系统设计内容.................................................43.1.硬件设计.......................................................43.1.1单片机最小系统...............................................43.1.2数码管显示电路...............................................63.1.3直流稳压电源电路.............................................63.2软件设计................................................83.2.1程序框图.....................................................83.2.2程序清单.....................................................9第4章使用Keil、preoteus软件调试仿真说明....................104.1系统仿真.........................................................104.2仿真调试.........................................................10结束语……………………………………………………………….........12参考文献……...………………………………………………...........13前言单片机的应用介绍单片机全称叫单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）,是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1.在智能仪器仪表上的应用,例如精密的测量设备2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3.在家用电器中的应用可从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。5.单片机在医用设备领域中的应用例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。6.在各种大型电器中的模块化应用如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。本论文简要介绍了AT89S51芯片、LED八段数码管及单片机最小系统等。主要对软件设计进行详细的介绍。关键字：AT89C51单片机、LED数码管第1章课程设计的目的和任务要求1．1、设计目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2.掌握汇编语言程序设计方法。3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。1.2、课程设计题目：I/O口并行口直接驱动LED显示1.3、设计任务及要求1.利用单片机的P0端口的P0.0-P0.7连接到一个共阴极数码管的a-h的笔段上，数码管的公共端接地。2.在数码管上循环显示0-9数字，时间间隔为1秒。第二章系统设计原理2.1AT89C51芯片的介绍AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KByetesISP(In-systemprogammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用AYMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-52指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了8位中央处理器和ISPPlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。2.2LED数码显示原理LED显示屏(LEDpanel)，是一种通过控制半导体发光二极管。显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。SAMSUNGSyncMasterP2370GLED的技术进步是扩大市场需求及应用的最大推动力。最初，LED只是作为卫星指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用，随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，LED显示器正在迅速崛起，近年来逐渐扩展到证券行情股票机、数码相机、PDA以及手机领域。2.3总体设计方案按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。本方案主要是通过对基于单片机的控制的LED彩灯循环系统的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1-1所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、数码管和5V直流电源电路组成。图2-1单片机数字循环显示控制系统硬件框图第三章系统设计内容3.1.硬件设计硬件设计思路：本设计硬件系统主要由AT89S51单片机，数码管,电容，电源等元件组成，利用单片机的P0口作为输出端，来控制数码管的显示，把“单片机系统”区域的P0.0/AD0—P0.7/AD7端口用8芯排线接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一数码管的a—h端口上；要求：P0.0/AD0与a相连，P0.2/AD2与b相连，P0.3/AD3与c相连P0.4/AD4与d相连,P0.5AD5与e相连，P0.6/AD6与f相连，P0.7AD7与相连。3.1.1单片机最小系统要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如下图2-2所示。时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内AT89C51单片机时钟电路复位电路直流5V电源电路供电信号数码管部的时钟电路。复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。图2-2单片机最小系统选用AT89C51的引脚功能：XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了，此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪音干扰而死机。P0：端口0是一个8位宽的开路汲汲双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示0，P0.1XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51R14k7X1CRYSTALC130pFC230pFC330pFR24k7表示1，以此类推。3.1.2数码管显示电路数码管显示电路(如图所示)实际上是由1个排阻和1个数码管构成的电路。数码管管与排阻对应串联,然后接在与之相对应的P0口上。通过软件编程对P0口输出高低电平来实现不同的字形。图2-3数码管显示电路3.1.3直流稳压电源电路对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项