51單片機(jī)課程設(shè)計

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文檔簡介

1、　　目錄　　目錄1　　第一章緒論2　　1.1課題描述2　　1.2設(shè)計目的2<b&

2、gt;　　1.3設(shè)計內(nèi)容2　　1.4 設(shè)計所需原件簡介3　　1.4.1 AT89C513　　1.4.2 74HC5954　　1.4.3 ULN20034　　1.4.4 LED點(diǎn)陣介紹5</p&

3、gt;　　第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計7　　2.1 總體硬件設(shè)計7　　2.2 字模設(shè)計8　　第三章軟件設(shè)計10　　3.1 軟件設(shè)計簡介10　　3.2 設(shè)計流程圖10<p&g

4、t;　　3.3 仿真結(jié)果11　　第四章心得與體會13　　致謝14　　參考文獻(xiàn)15　　附錄16<b&

5、gt;　　第一章緒論　　課題描述　　隨著電子技術(shù)，特別是隨大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類生活發(fā)生了根本性的改變。如果說微型計算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可以毫不夸張地說，單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。目前，單片機(jī)以其體積小

6、、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對環(huán)境要求不高、高可靠性、高性能價格比、開發(fā)較為容易，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，并已走人家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響、汽車，到處都可見到單片機(jī)的蹤影。因此，單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。本課題研究的內(nèi)容就是以單片機(jī)為主要控制元件，驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示所想要現(xiàn)實(shí)的漢字。<b&

7、gt;　　設(shè)計目的　　本次課程設(shè)計的目的：　?。?）學(xué)會使用點(diǎn)陣LED管。　?。?）掌握漢字字模軟件的使用。　?。?）掌握用點(diǎn)陣LED顯示漢字的控制方法。　　1.3設(shè)計內(nèi)容

8、　　設(shè)計內(nèi)容:了解SPI總線工作原理和74HC595的工作時序，并能夠用程序控制74HC595輸出。學(xué)會點(diǎn)陣LED的動態(tài)掃描過程能夠顯示靜止的漢字或英文或圖像。能夠讓屏幕或上或下或左或右動起來。　　1.4 設(shè)計所需原件簡介　　1.4.1 AT89C51　　AT89C51是

9、一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。　　它的主要特性如下：　?。?）與MCS-51 兼容 　?。?）4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 　　（3）壽命：1000寫/擦循環(huán)

10、　?。?）數(shù)據(jù)保留時間：10年 　?。?）全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 　?。?）三級程序存儲器鎖定 　?。?）128×8位內(nèi)部RAM 　?。?）32可編程I/O線 　?。?）兩個16位定時器/

11、計數(shù)器 　?。?0）5個中斷源 　?。?1）可編程串行通道 　　（12）低功耗的閑置和掉電模式 　?。?3）片內(nèi)振蕩器和時鐘電路　　它的引腳排列如下：

12、　　圖1-1AT89C51的引腳圖　　1.4.2 74HC595　　74HC595是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器件，兼容低電壓TTL電路。是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài)。三態(tài)。　　特點(diǎn)：8位串行輸入/8位串行或并行輸出存儲狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài)。輸出

13、寄存器（三態(tài)輸出：就是具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態(tài)的門電路。）可以直接清除 100MHz的移位頻率。　　1.4.3 ULN2003　　ULN2003 是高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列，由七個硅NPN 復(fù)合晶體管組成。其外部引腳圖如下：　　圖1-2 ULN2003的引腳圖<p&

14、gt;　　ULN2003的特點(diǎn)如下：　　它的每一對復(fù)合晶體管都串聯(lián)一個2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。　　它的工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。它的內(nèi)部構(gòu)造如下圖：

15、　　圖1-3 ULN2003的內(nèi)部構(gòu)造　　1.4.4 LED點(diǎn)陣介紹　　8×8單色點(diǎn)陣共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個二極管是放置在行線與列線的叉點(diǎn)上。本設(shè)計是一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，制作的是雙色點(diǎn)陣?？紤]到元器件的易購性，沒有使用8×8的點(diǎn)陣發(fā)光二極管模塊，而是直接使用了256個高亮度發(fā)光管，組成了16行16

16、列的發(fā)光點(diǎn)陣。實(shí)際使用時可以根據(jù)這個原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。8*8點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-4：　　圖1-4 點(diǎn)陣內(nèi)部構(gòu)造　　4個8×8點(diǎn)陣級聯(lián)構(gòu)成16×16點(diǎn)陣如下圖1-5：　　圖1-5 16×16點(diǎn)陣的構(gòu)成　　LED驅(qū)動顯示采用動態(tài)掃描方法，動

17、態(tài)掃描方式是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動器。以16×16點(diǎn)陣為例，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應(yīng)第1行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；….第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上）

18、，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。顯示數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘柧€，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。　　系統(tǒng)硬件設(shè)計　　2.1 總體硬件設(shè)計　　顯示屏分成屏體和控制器兩部分，屏體的主要部分是顯示陣列以及有

19、行列驅(qū)動電路。根據(jù)安裝環(huán)境的空間以及考慮成本造價，決定使用多大尺寸的顯示屏，從而決定了顯示模塊的數(shù)量，這里以8×8點(diǎn)陣為例，模塊單位為256點(diǎn)陣，即需要16塊點(diǎn)陣模塊。采用掃描方式進(jìn)行顯示時，分成兩步，對于每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器，由單片機(jī)給出行選通信號，從第一行開始依次對各行進(jìn)行掃描，對于列，根據(jù)各列所存數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動器是否將該列與行接通，如果接通，那么該行該列的LED將亮，以同樣方法進(jìn)行顯示

20、全部各行都掃描一遍之后，再從第一行開始，進(jìn)行下一個周期的掃描。只要一個掃描周期的時間比人眼1/25秒的滯留時間短，就不會感覺出閃爍顯示數(shù)據(jù)從驅(qū)動芯片到顯示模塊是以并行方式傳輸?shù)?，但顯示數(shù)據(jù)從單片機(jī)到驅(qū)動芯片是以串行方式傳輸?shù)?，由于串行傳輸?shù)目刂齐娐泛唵?，設(shè)計容易，缺點(diǎn)是串行數(shù)據(jù)傳輸需要很長的時間，不過這可以由軟件來彌補(bǔ)，也可考慮單片機(jī)的控制速度。顯示驅(qū)動電路由74HC595組成。　　74HC59

21、5輸入端是8位串行移位寄存器，輸出端是8位并行緩存器具有顯示鎖存功能。　　本次課程設(shè)計選用硬件Proteus仿真。電路圖如下：　　圖2-1 硬件設(shè)計圖　　2.2 字模設(shè)計　　本次課程設(shè)計取模采用字模軟件進(jìn)行取模。如下圖所示：</

22、p>　　圖2-2 字模軟件取模效果圖　　取出的字模如下：　　/*-- 文字: 張 --*/　　/*-- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　0x00,0x80,0

23、xF8,0x88,0x08,0x8C,0x08,0x90,0x78,0xA0,0x40,0xC0,0x40,0x80,0x43,0xFE,　　0xF8,0xA0,0x48,0xA0,0x08,0x90,0x08,0x90,0x08,0x88,0x08,0xA6,0x29,0xC4,0x10,0x80,　　/*-- 文字: 志 --*/</p&

24、gt;　　/*-- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x3F,0xFC,0x00,0x00,　　0x01,0x00,0x08,0x88,0x48,0xC4,0x48,0x8

25、6,0x48,0x14,0x88,0x18,0x07,0xF0,0x00,0x00,　　/*-- 文字: 良 --*/　　/*-- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　0x02,0x00,0x01,0x00,0x1F,0xE0,0x10,0x20,0x1F,0xE0,0

26、x10,0x20,0x10,0x20,0x1F,0xE0,　　0x12,0x10,0x12,0x30,0x11,0x40,0x10,0x80,0x10,0x40,0x14,0x30,0x38,0x0E,0x10,0x04,　　軟件設(shè)計　　3.1 軟件設(shè)計簡介

27、;　　本次課程設(shè)計我采用51系列單片機(jī)編程的C語言KeilC51編程。　?。?）用C51進(jìn)行點(diǎn)偏激的軟件開發(fā)，具有如下優(yōu)點(diǎn)；　?。?）可讀性好。　?。?）模塊化開發(fā)與資源共享。　?。?）可移植性

28、好。　　（5）生成的代碼效率高。　　3.2 設(shè)計流程圖　　根據(jù)硬件及軟件設(shè)計次程序的流程圖如下：　　圖3-1 顯示流程圖　　圖3-2 主程序流程圖&

29、lt;p>　　3.3 仿真結(jié)果　　圖3-3 仿真結(jié)果（1）　　圖3-4 仿真結(jié)果（2）　　第四章心得與體會　　經(jīng)過近多日的努力，終于將本次課程設(shè)計做完了，但由于水平有限，文中肯定有很多不恰

30、當(dāng)?shù)牡胤?，請老師指出其中的錯誤和不當(dāng)之處，使我能做出改正，我會虛心接受。在本次課程設(shè)計過程中，我增強(qiáng)了自己的動手能力和分析能力。通過跟老師和同學(xué)的交流，也通過自己的努力，我按時完成了這次課程設(shè)計。在此過程中，我學(xué)會了很多，也看到了很多自己的不足之處。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識，完善自我，為將來的發(fā)展做好充分的準(zhǔn)備。　　總之，在這次課程設(shè)計中，我受益匪淺，學(xué)到了很多書本上所沒有的東西

31、，懂得了理論和實(shí)際聯(lián)系的重要性。在以后的學(xué)習(xí)中，我不僅要把理論知識掌握牢固，更要提高自己的動手能力和分析能力。　　致謝　　通過一周的努力，終于將單片機(jī)課程設(shè)計完成了，在完成課程設(shè)計的這一周中，李悅老師給予了我很大的幫助。他不僅是指導(dǎo)我完成了設(shè)計，還教會了我做設(shè)計的一般步驟、設(shè)計思想和設(shè)計方法。當(dāng)我對此課程設(shè)計無從下手

32、的時候，李老師專心地為我講解，為我解決了很多實(shí)際存在的困難和問題。他在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室里為我們梳理流程，講解原理，使我對此次的課程設(shè)計能圓滿完成增添了很多信心，真正的從心理和解決實(shí)際問題上為我樹立了很好的榜樣，我為能有這樣的好老師而感覺到驕傲，每每對課程設(shè)計的撰寫產(chǎn)生疑問時，他為我提綱挈領(lǐng)、梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。在此我衷心的感謝一直不辭辛勞為我指明方向的李悅老師。通過這次的課程設(shè)計，不僅使我學(xué)到了很多專業(yè)方面的知識，也讓我明白了不

33、畏困難、勇于攀登艱難的重要性，這對我未來的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生很大的影響。　　在此，再次感謝我的學(xué)校和李老師。　　參考文獻(xiàn)　　[1] 胡漢才．單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1995.6．　　[2] 樓然苗等．51系列單片

34、機(jī)設(shè)計實(shí)例[M]．北京：北京航空航天出版社，2003.3． 　　[3] 何立民. 單片機(jī)高級教程[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001．　　[4] 趙曉安. MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，20

35、01.3．　　[5] 肖洪兵. 跟我學(xué)用單片機(jī)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8．　　[6] 夏繼強(qiáng). 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2001． <p

36、>　　[7]于鳳明．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社．1998　　附錄　　程序如下：　　#include <reg52.h>　　#define uchar un

37、signed char　　#define uint unsigned int　　sbit outen = P1^7;　　sbit latch = P1^6;　　/////////////////////////顯示內(nèi)容///////////////////////////

38、////　　/*-- 文字: 張 --*/　　/*-- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　uchar code zhang[16][2]={　　0x00,0x80,0xF8,0x88,0x08,0x8C,0x08,0x90,

39、0x78,0xA0,0x40,0xC0,0x40,0x80,0x43,0xFE,　　0xF8,0xA0,0x48,0xA0,0x08,0x90,0x08,0x90,0x08,0x88,0x08,0xA6,0x29,0xC4,0x10,0x80　　};　　/*-- 文字:

40、志 --*/　　/*-- 宋體12; 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　uchar code zhi[16][2]={　　0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x3F,0xFC,0x00,0x00,

41、　　0x01,0x00,0x08,0x88,0x48,0xC4,0x48,0x86,0x48,0x14,0x88,0x18,0x07,0xF0,0x00,0x00　　};　　/*-- 文字: 良 --*/　　/*-- 宋體12;

42、此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 --*/　　uchar code liang[16][2]={　　0x02,0x00,0x01,0x00,0x1F,0xE0,0x10,0x20,0x1F,0xE0,0x10,0x20,0x10,0x20,0x1F,0xE0,　　0x12,0x10,0x12,0

43、x30,0x11,0x40,0x10,0x80,0x10,0x40,0x14,0x30,0x38,0x0E,0x10,0x04　　};　　uchar code zero1[16][2]=　　{

44、　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

45、0x00,0x00　　};　　////////////////////////////////////////////////////////////////　　uchar idata buffer[16][8];　　uchar *

46、pc[16];　　void display(uint);//顯示　　void delay(uint);//延時　　void move(void);　　void clean(void);//清空顯存　　void slogan

47、(uchar m);　　void LeftMove(uchar *p);　　void LoadNoSmoking(uchar *p);　　/*###########子函數(shù)##########*/　　void clean(void){<p&

48、gt;　　uchar i,j;　　for(i=0;i<16;i++)　　for(j=0;j<8;j++)　　buffer[i][j]=0x00;　　}　　/////////////

49、/////////////////　　void delay(uint t){　　int i,j;　　for(i=0;i<t;i++)　　for(j=0;j<10;j++);&

50、lt;b>　　}　　////////////////////////////////////　　void move(void){　　uchar *m,i,j;　　for(i=0;i<16;i++){

51、　　for(j=0;j<6;j++){　　m=&buffer[i][j];　　*m=*m<<1;　　*m=*m|*(m+1)>>7;　　}</p

52、>　　buffer[i][6]=buffer[i][6]<<1; 　　}　　}　　//////////////////////////////　　void

53、display(uint t){　　uint i;　　uchar j,k,a;　　uchar *disp;　　for(i=0;i<t;i++){　　a=0x

54、80;　　latch=0;　　outen=1;　　P0=0;　　P2=0;　　fo

55、r(j=0;j<8;j++){　　disp=&buffer[j]+5;　　for(k=0;k<6;k++){　　SBUF=*disp--;　　while(!TI){;}　　TI=0;&

56、lt;/b>　　}　　latch=1;　　//delay(1);　　latch=0;　　//delay(1);

57、　　P0=a;　　outen=0;　　delay(6);　　a=a>>1;　　//dela

58、y(2);　　outen=1;　　}　　P0=0;　　a=0x80;　　for

59、(j=0;j<8;j++){　　disp=&buffer[j+8]+5;　　for(k=0;k<6;k++){　　SBUF=*disp--;　　while(!TI){;} 　　TI

60、=0;　　}　　latch=1;　　//delay(1);　　latch=0;　　//delay

61、(1);　　P2=a;　　outen=0;　　delay(6);　　a=a>>1;　　//d

62、elay(2);　　outen=1;　　}　　}　　}　　//////////

63、/////////////////////////　　void LeftMoveTw(uchar *p) //該函數(shù)針對的是【12】【2】的取模方式　　{　　uchar i;　　buffe

64、r[0][7]=buffer[1][7]=buffer[14][7]=buffer[15][7]=0x00;　　for(i=0;i<12;i++)　　buffer[i+2][7]=*(p+2*i);//裝載高8位　　for(i=0;i<8;i++){//左移8次，并顯示&l

65、t;p>　　move();　　display(1);　　}　　for(i=0;i<12;i++)　　buffer[i+2][7]=*(p+1+2*i);//裝載低4位</p&g

66、t;　　for(i=0;i<4;i++){//左移4次，并顯示　　move();　　display(1);　　}　　}</

67、p>　　//////////////////////////////////　　void HxLeftMove(uchar *p){ //該函數(shù)針對的是【16】【2】的取模方式　　uchar i;　　for(i=0;i<16;i++)

68、　　buffer[i][6]=*(p+2*i);//裝載高8位　　for(i=0;i<8;i++){//左移8次，并顯示　　move();　　display(1);

69、　　}　　for(i=0;i<16;i++)　　buffer[i][6]=*(p+1+2*i);//裝載低8位　　for(i=0;i<8;i++){//左移8次，并顯示　　move();</p

70、>　　display(1);　　}　　}　　////////////////////////////////////////　　void Loadbuffer(ucha

71、r *p,uchar location){　　uchar i;　　for(i=0;i<16;i++)　　{　　buffer[i][2*location+0] = *(p+2*i);</

72、p>　　buffer[i][2*location+1] = *(p+1+2*i);　　} 　　}　　///////////////////////////////　　v

73、oid slogan(uchar m){　　uchar i;　　for(i=0;i<m;i++)　　//LeftMoveTw(pc[i]);　　HxLeftMove(pc[i]);&

74、lt;b>　　}　　/***************************************/　　/**************主程序開始***************/　　/***************************************/

75、　　void main(void)　　{　　uchar i;　　TMOD=0x11;　　//TH0=TH1=TL0=TL1=0x00;&l

76、t;p>　　SCON=0x00;　　EA=1;　　ES=1;　　while(1)　　{&l

77、t;p>　　clean(); 　　pc[0]=&zhang[0][0];pc[1]=&zhi[0][0];pc[2]=&liang[0][0];　　slogan(3);　　pc[0]=&zero1[0][0];　　for(i=0;i

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