两位数码管显示设计课程设计报告

1、课程设计说明书课程名称：通信电子线路课程设计设计题目：两位数码管显示设计院 系： 电子信息与电气工程学院学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：年5月20日课程设计任务书设计题目两位数码管显示设计学生姓名所在院系电子信息与电专业、年级、班设计要求：1.使用两位数码管显示器，循环显示两位数00-99;2具有电源开关和指示灯，有复位按键；3数码管动态显示，即扫描方式，每一位每间隔一段时间扫描一次。字符的亮度及清晰度与每位点 亮的停留时间和每位显示的时间内轮换导通次数有关。学生应完成的工作：本课题是基于AT89S52单片机的两位数码管显示系统，用C语言编写了两位数码管循环扫描动态 显示的专用程序，通过查阅手册和文献资料来选择合适的元器件，设计合理的电路来实现符合要求的 电路板事物。主要任务包括：（1 ）原理图的设计与仿真。（2 ）学会对不冋方案进行比较分析，并通过整体优点与缺点的比较，确定合理的方案。（3）硬件电路的焊接及调试。（4）用C语言进行软件的编写与调试。（5）撰写课程设计报告。参考文献阅读：1 .单片机原理及应用（第二版）北京：高等教育出版社，2010.52 童诗白模拟电子技术基础（

2、第四版）北京：高等教育出版社，2006.53 杜树春单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解北京：北京航空航天大学出版社，2006.64 林之琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真北京：北京航空航天大学出版社,2006工作计划：年5月9日一年5月11日：原理图设计，仿真；年5月12日一年5月13日：程序的编写；年5月16日一年5月18日：硬件电路的焊接与软件的调试； 年5月19日一年5月19日：写实习报告。任务下达日期：年 05月 09 日任务完成日期：年 05月20日指导教师（签名）：学生（签名）：两位数码管显示设计摘 要： 两位数码管显示设计是基于 AT89S52 单片机的两位数码管显示系统，通过AT89S52进行控制，用C语言编写了两位数码管循环扫描动态显示的专用程序。数码管 通过共阳极的三极管进行驱动。电源通过桥堆 2W10 和 7805 将通过变压的交流电压变 为 5V 的直流电源。 复位用电容与按键的并联来实现。 时钟用 12M 的晶振来控制。 通过 单片机的片选信号控制数码管的灯管，使其依次点亮，由于人眼有视觉暂留的特性和数 码管的余晖效应，而扫描频率足够高，因此人

3、眼是感觉不出数码管的变化的。关键词：AT89S52 晶振 动态扫描显示 共阳极数码管 复位 软件 7805 桥堆 2W10目录1. 设计背景1.1单片机应用背景 11.2共阳极数码管的显示方法 11.3共阳极数码管的驱动设计 12. 设计方案 12.1方案一：共阳极数码管静态显示 12.2方案二：共阳极数码管动态显示 22.3数码管静态与动态显示的优缺点比较 33. 方案实施 33.1电源电路设计 33.2复位及震荡电路 33.3单片机接口 43.4软件设计 43.5调试仿真 63.6实物制作 64. 结果与结论 64.1结果 64.2结论 65. 收获与致谢 76. 参考文献 77. 附件77.1元器件清单 77.2硬件原理图 87.3流程图 87.4实物拍照 91. 设计背景1.1 单片机发展前景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。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，民用豪华轿车的安全保障系统， 、 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

4、单片机。更不用说 自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将 造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。1.2 共阳极数码管的显示方法LED 数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一， 一般用来显示处理结果或 输入输出信号的状态。数码管显示是一个系统工程中必不可少的人机交互环节，因此关 于数码管的驱动也就是系统工程中的一个重要的环节。 数码管的驱动分为动态驱动和静 态驱动两种。所谓静态驱动，就是指无论多少位 LED 数码管，同时处于显示状态。动 态显示驱动是指无论在任何时刻只有一个 LED 数码管处于显示状态， 及单片机采用“扫 描”方式控制各个数码管轮流显示。1.3 共阳极数码管的驱动设计将数码管每个 LED 灯对应单片机的一个 I/O 口。通过单片机的 P 口来控制 LED 灯 的亮和灭。 I/O 口之间互相独立，需要用 I/O 口直接控制 LED 。动态显示将数码管的每 个引脚一对一连接在一起接单片机的数据， 而将各个数码管的公共端单独送至单片机的 I/O 口进行片选。此外，在此基础上，用单片机与三极管来驱动数码管，从而实现数码 管的动

5、态显示。2. 设计方案2.1 方案一：共阳极数码管静态显示数码管静态显示电路如图 21 所示：40o 1 AaAaDSS6rU2 733013 R20jVTj7i221,7733034 R227_33045 R23J77 33 05SR247?33069 RJSCO710 12(53158TCCppT Amber-CAGND20P10vccPL1POOP1.2P0.1Pl.3P0.2Pl.4P0.3Pl.5PD.4PIWP0,5PL7POWRSTPO 7P3.031P3.130P3.229P3.3P27P3.4P2.6P3 SP2.5P3.6P2.+P3.7P23XTJVL2P2.2XTAL1P2.1GXDP2.0S9IS57J6J534S3J231io292827262S24232221ATS9S52GKD图2 12.2方案二：共阳极数码管动态显示数码管动态显示电路如图22所示：PS.2IRSTFL 7PLPl 4Pl 1Pl 1Pl 2Pl.OK7TAL1CCBC TrfT-pTr* T.T GXD*3tb7G如 T3S Ql2322jT：前J.33wU20R? 330Q?oDfi

6、?亠_c- - 4” F* 1 w_ u DCQ 1一 2 T G loQ-lr _*1- 4 1 黑益.陀筲；詩蠶1DPO.Kvcc2.3 数码管静态与动态显示的优缺点比较静态显示方式简单不容易出错，如果电路设计合适，也能够用较少的线完成多个数 码管的显示。但与动态显示相比，动态显示电路连接更简单，节省单片机 I/O 口，从而 节省单片机的资源，如今已经有很多这样成熟的基于动态扫描的芯片。而且采用动态显 示方式极大的节省单片机的资源，特别是在单片机的 I/O 数量比较紧张的情况下，更能 体现采用动态显示的优越性。在现在的多数电子系统中，在用到数码管的场合下，多数 采用动态扫描技术来显示。故采用动态显示较好些。3. 方案实施3.1 电源电路设计当外接交流电源经过变压通过桥堆 2W10 和 7805 时，经 C1、C2、C3、C4 对电源 进行滤波，实现交流电压变为 5V 的直流电源， 从而直接给单片机提供正常的工作电压。 电源电路如图 3 1 所示：图 3 13.2 复位及震荡电路复位用电容与按键的并联来实现，将它们并在一起，一端接高电平，另一端接地，从而实现高电平复位的功能。时钟用

7、12M 的晶振来组成振荡电路，来控制单片机对数 码管的动态扫描。复位及振荡电路如图32所示:GKD -GNDRESET （复位）OSCILLATION （震荡）3.3单片机接口单片机采用P2 口的I/O来控制数码管的各个引脚。复位键接到引脚 9上，数码管 的位选通过三极管和电阻分别与单片机的引脚 1和39相连，晶振与单片机的引脚18和 19连接，高电平与40引脚连接供电，20引脚直接接地。3.4软件设计此程序采用C语言用十六进制算法编写了两位数码管循环扫描动态显示的专用程 序。通过软件的控制使两位数码管能从 00计数到99,再回到00,依次进行循环。若在 计数期间有复位高电平出现时，便重新从00开始计数。并有电源开关控制让电路是否工作，且有指示灯只是电源是否正常。程序如下：3.5调试仿真在进行硬件调试时，由于复位键的高电平与接地端接反了，致使复位键刚开始不能 正常工作，后经过检查发现后，进行改正后，使其正常工作。在进行软件调试时，由于循环的条件出错，致使整个电路板不能正常计数，后经过 反复地对程序修改，终于实现了程序的正常循环。3.6实物制作重点考虑了晶体和电容与单片机的位置关系。为了

8、减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定可靠地工作，应使晶体与电容尽可能安装得与单片机芯片近些4. 结果与结论4. 结果经过对不同方案的分析、比较、取舍，然后进行原理图的设计与仿真，再经过电路 板的焊接，软件的调试等环节的操作，最终实现了让数码管在单片机的控制下 循环显示 两位数 00-99。并且在正常的计数过程中，若按下复位键后，技术又重新从00 开始计数。有时在刚接入电源时，数码管显示的不是00，这是需要按下复位键才能使其正常工作。最终现实的结果与预想的结果一致。4.2 结论单片机有着很强大的功能，并有 40 个引脚，通过单片机的不同 I/O 端口与外设连 接，能够控制外设的工作情况， 从而实现不同的符合各种需求功能的电路板。 而且 LED 数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一， 一般用来显示处理结果或输入输出 信号的状态。5. 收获与致谢通过这次两位数码管显示设计的实习，我受益匪浅，这次实习加深了我对单片机的 认识，让我更加清楚了单片机的工作过程， 我较系统地、全面地掌握单片机应用系统的基本 设计方法，设计步骤，熟悉和掌电路参数的计算。此外， 我学会了在遇到一些不懂的课外知识主动查找一些课外书来了解更多的知识。这次实习增强了我的动手能力，也让我对以前 所学的知识进行了复习， 更加熟练掌握了 原理图的设计与仿真方法， 了解硬件电路的焊接及调 试过程应注意的问题，能用 C 语言进行软件的编写与调试。在这次实习过程中，我十分感谢 老师在这两周对我们的帮助和指导， 还有我们小组的每一个成 员，这次实习的成功离不开老师的指导和小组的每位成员的努力与付出。所以真心的对大家表示感 谢。6. 参考文献1 . 单片机原理及应用 （第二版 ）.北京：高等教育出版社， 2010.52

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