Proteus课程设计报告

发布时间:2021-07-31 13:34:19

protous 课 程 设 计 报 告



目:

数码管流动显示 12345678


7、8 2.目标:



1.内容:利用动态扫描让八位数码管稳定的显示 1、2、3、4、5、6、

(1)掌握单片机控制八位数码管的动态扫描技术,包括程序设计和 电 路设计,本任务的效果是让八位数码管稳定的显示 12345678。 (2)用 PROTEUS 进行电路设计和实时仿真 3.知识点链接 (1)数码管动态扫描 (动态扫描的定义以及与静态显示的区别) 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线 s 一位数码管有效。 选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数 码管送出字形码和相应的位选,利用发光管的余辉和人眼视觉暂留 作用,使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。 (2)总线的应用 元器件与总线的连线 P0 口的接线采用总线方式,详细如电路图 1 所示。 ① 选择总线按钮 ② 绘制总线:与普通电线的绘制方法一样,选择合适的起点、终 点单击。 如果终点在空白处,左键双击结束连线。 画总线的时候为了和一般的导线区分,我们一般喜欢画斜线来 表示分支线。此时我们需要自己决定走线路径,只需在想要拐点处
II

单击鼠标左键即可。 在画斜线时,需要关闭线路自动路径功能 才好 绘制。 Proteus 的线路自动路径功能简称 WAR,当选中两个连接点后, WAR 将选择一个合适的路径连线。WAR 可通过使用标准工具栏里的 “WAR”命令按钮 来关闭或打开,也可以在菜单栏的“Tools”下找 到这个图标。 ③ 给与总线连接的导线贴标签 PART LABELS 与 P0 口相连的线标签名依次为 P00—P06,本电路中的 P0 口的 上拉电阻通过总线与 P0 口相连, 数码管也是通过总线与 P0 口相连, 这些都需要标注,以表明正确的电气连接。单击绘图工具栏中的导 线标签按钮 ,使之处于选中状态。将鼠标置于图形编辑窗口的欲

标标签的导线上,跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号,表明找 到了可以标注的导线,单击鼠标左键,弹出编辑导线标签窗口,如 图---所示。 在“string”栏中,输入标签名称(如 p00),单击“OK”按钮, 结束对该导线的标签标定。同理,可以标注其它导线的标签,如图 5 -16 所示。 注意,在标定导线标签的过程中,相互接通的导线必须标注相 同的标签名。

III






要 ...................................................................................................................................... II

1 前 言 ...................................................................................................................................... 1.1 课题开发背景..................................................................................................................... 1.2 课题研究的目的和意义 .................................................................................................... 1.3 课题的主要研究工作 ........................................................................................................ 2 系统硬件设计及说明 ............................................................................................................................ 2.1 部分硬件方案论述 ............................................................................................................. 2.2 硬件电路图 ......................................................................................................................... 2.3 元件清单.............................................................................................................................. 2.4 AT89C51.............................................................................................................................. 3 系统软件设计 .......................................................................................................................... 3.1 程序 ...................................................................................................................................... 3.2 程序描述.............................................................................................................................. 4 总结与展望 .............................................................................................................................. 5 参考文献
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IV

1.前言
1.1 课题开发背景
随着电子科技的飞速发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学*、生活、工作, 因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。 基于当前市场上的智能数字市场需求量大, 其中数码管显示技术就是一个很好的 应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件实现数码管准确显示各种数码。

1.2 课题研究的目的和意义
利用 AT89C51 单片机自带资源,设计一款能流动显示 12345678 的设备。

1.3 课题的主要研究工作
本课题设计的主要工作如下: 设计出用一个能够动态显示 12345678 的设备。

2 系统硬件设计及说明
2.1 系统组成及总体框图
硬件设计的任务是根据总体设计要求,在选择的机型的基础上,具体确定系统中 所要使用的元器件,设计出系统的原理框图、电路原理图。 该设计要实现一种由单片机控制的秒表,单片机工作于 12MHZ 时钟频率。该设 计具有一个按钮,方便、便捷。 系统结构图如电路图 1 示。

2.2 硬件电路图 1

1

SEVEN-SEG
7SEG-MPX8-CA-BLUE

8 7 6 5 4 3 2 1

RN1
220

9 10 11 12 13 14 15 16

C1
1 2 3
22pF

a b c d e f g dp

1 2 3 4 5 6 7 8
a b c d e f g dp q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8

U1 X1
19 XTAL1 12M 18 XTAL2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17

Q1
NPN

Q2
NPN

Q3
NPN

4

Q4
NPN

C2
22pF

q1

q2

q3

R1
10k

9

RST

q5

q6

q7

C3
10uF 29 30 31 PSEN ALE EA

5

6

7

q8

q4

Q5
NPN

Q6
NPN

Q7
NPN

1 2 3 4 5 6 7 8

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51

U2
19 XTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17

18

XTAL2

9

RN2
1 2 3 4 5 6 7 8 RX8 16 15 14 13 12 11 10 9

RST

29 30 31

PSEN ALE EA

1 2 3 4 5 6 7 8

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51

2

8

Q8
NPN

Q13
NPN

X2

C4
1uF

CRYSTAL

Q11
NPN

R2
10k

C5
1nF

2.3 元件清单 1.单片机:AT89C51 2.八位共阴极数码管:7SEG-MPX8-CA-BLUE 3.NPN 型三极管 8 个 4.普通电容 2 个(22PF) ,电解电容 1 个(10UF) 5.晶振 1 个(12MHZ) 6.排阻 1 个.220 7.电阻 1 个(220)
8.电源 1 个(5V)

2.4 AT89C51 简介

3

AT89C51 是一种带 4K 字节闪 烁可 编程 可擦 除只读 存储 器( FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory ) 的低电压, 高性能 CMOS8 位微处理器, 俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读 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 100 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。AT89C 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。图片见左图:

1).主要特性: ·与 MCS-51 兼容 ·4K 字节可编程闪烁存储器 寿命:1000 写/擦循环 数据保留时间:10 年 ·全静态工作:0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8 位内部 RAM ·32 可编程 I/O 线 ·两个 16 位定时器/计数器 ·5 个中断源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 2).管脚说明: 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: 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, 口缓冲器 P1 P1 能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口 被外部下拉为低电*时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校 验时,P1 口作为第八位地址接收。 P2 口: 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, 口缓冲器可接 P2 P2 收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作
4

为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上 拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地 址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程 和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电*,并用作输入。作为 输入,由于外部下拉为低电*,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断 0) P3.3 /INT1(外部中断 1) P3.4 T0(记时器 0 外部输入) P3.5 T1(记时器 1 外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的 高电*时间。 ALE/PROG: 当访问外部存储器时, 地址锁存允许的输出电*用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在*时,ALE 端以不变的频率周期输 出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于 定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。如 想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时, ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指 令是 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁 止,置位无效。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每 个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号 将不出现。 /EA/VPP : 当 /EA 保 持 低 电 * 时 , 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器 (0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定 为 RESET;当/EA 端保持高电*时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间,此引 脚也用于施加 12V 编程电源(VPP)。 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。 3).振荡器特性: XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配

5

置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的 脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电*要求的宽度。
4) .芯片擦除:

整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合, 并保持 ALE 管脚处于低 电* 10ms 来完成。 在芯片擦操作中, 代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前, 该操作必须被执行。 此外,AT89C51 设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电 模式。在闲置模式下,CPU 停止工作。但 RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下,保存 RAM 的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复 位为止。

3 系统软件设计
3.1 程序及程序描述
#include <reg52.h> //52 系列单片机头文件

#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code DSY_CODE[]= { 0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 }; void DelayMS(uint x) { uchar i; while(x--) { for(i=200;i>0;i--); } }
6

//定义

//显示 12345678 //延时子程序

void main() { uchar i,k=0x80; while(1) { for(i=8;i>0;i--) P2=0xff; k=_crol_(k,1); P0=DSY_CODE[8-i]; P2=k; DelayMS(200); } } 3.2 程序流程图
开始

//循环

{

//延时

声明变量, 数码 管编码数组

声明子程序

数码管显示子程序

主程序

7

4 总结与展望
此次课程设计,系统部分功能已实现。可以准确高效地计时,基本达到预定的效 果。 在设计的过程中, 小组各成员各负其责, 设计不同模块。 不仅提高了设计的效率, 而且体现了实践动手及团队合作的精神。 在此次设计过程中,虽然有很多程序的原理仍然没有弄懂,各器件的功能也不是 完全了解,但是秉着勤奋刻苦和好学的态度,我在这次设计中对单片机的了解程度更 增一步,也很大程度增大了我对单片机设计程序的兴趣。 同时我们这次设计是通过团队来完成的, 我们互相商量、 讨论, 力争得到最简单、 最有用的设计程序。另外,遇到难题时,我们就会请教班级里的同学或老师,这样对 于我们的进展也起到了很大的作用。在设计的过程中,小组各成员各负其责,设计不 同模块。不仅提高了设计的效率,而且体现了实践动手及团队合作的精神。 本次课程设计是大学学*阶段一次非常难得的理论与实践相结合的机会, 通过这 次比较系统的项目设计提高了我们运用所学的专业基础知识来解决面临实际问题的 能力。为了尽早完成作品,我们坚持努力,经过课下大量的实践操作,我们丰富了各 种器件常识,收获了难得的实践经验。

参考文献
1.《单片机入门实践》??程利民、宋胜利主编。..湖北科学技术出版社 2.《C 语言综合实践》程利民、姜新桥、朱晓玲主编。内部试用 3.《接口应用实践》 程利民、姜新桥、朱晓玲主编。内部试用

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