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课程设计说明书
设计课题:8×8点阵
专业(系)电气学院
班级
学生姓名
指导老师
达成日期
目录
(1)牢固和提高学过的基础知识和专业知识。
(2)提高运用所学的知识进行独立思虑和综合解析、解决实责问题的能力。
(3)培养掌握正确的思想方法和利用软件和硬件解决实责问题的基本技术。
(4)增加对单片机的认识,加深对单片机理论方面的理解。
(5)掌握单片机的内部功能模块的应用,如准时器/计数器、中断、片内外
存贮器、I/O口、串行口通讯等。
(6)熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的
动脑和着手的能力。
(1)课程设计题目:单片机控制的赛马灯设计
(2)要求:利用8×8LED点阵显示数字0到9
系统功能的描述
用单片机控制8×8LED点阵转动显示数字0到9,利用硬件与软件相结合的
方法,经过单片机将数字的代码分别送到相应的列线上面,经过软件编程使二极
管从0到9依次显示数字,这样循环。
系统硬件设计
P0
三极管驱动电路
时钟电路
电
AT89S51
源
复位电路
8×8LED
P2
电
点阵
阻
显示器
图1系统框图
显示的硬件方式采用以AT89S51单片机为核心的电路来实现,主要由
AT89S51芯片、时钟电路、复位电路、驱动电路、8×8LED点阵5部分组成,系
统框图如图1所示。
AT89S51芯片的介绍
1)I/O端口线输入输出引脚
—(39—32):P0口食一个漏极开路型准双向I/O口。在接见外面储藏器时,
它是分时多路变换地址(低8位)和数据总线,在接见时期激活了内部内部的上
拉电阻,在E—PROM编程时,它接受指令字节,而在考据程序时,则输出指令字
节。
—(1—8):P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
—(21—28):P2口是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口。在接见外面
储藏器时,它送出高8位地址。
—(10—17):P3口是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口。在MCS—51
中,这8个引脚还兼有专用功能,P3的8条口线都定义有第二功能,其详尽功
能如表1所示。
表1P3口的第二功能
引脚第二功能信号名称
RXD串行数据接收
TXD串行数据发送
0外面中断0申请
1外面中断1申请
T0准时/计数器0的外面输入
T1准时/计数器1的外面输出
WR外面数据储藏器写选通
RD内部数据储藏器写选通
(2)控制线控制引脚(ALE/PROG、PSEN、RST、VPD、EA/VPP)
ALE(30):地址锁存控制信号。在系统扩展时,用于控制P0口输出的低8
位地址锁存起来,以实现地位地址和数据的隔断。其他,由于ALE是以晶振1的
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固定频率输出正脉冲,因此,可作为外面时钟或外面准时脉冲使用。
PSEN(29):外面程序储藏控制信号。在外面ROM时,有效(低电平),以实
现外面ROM单元的读操作。
EA(31):接见程序储藏控制信号。当信号为低电平时,对ROM的读操作限
定在外面程序储藏器;当信号为高电平时,对ROM的读操作时从内部程序储藏器
开始,并可延至外面程序储藏器。
RST(9):复位信号。但输入的复位信号连续两个机器周期以上的高电平时
即为有效,用以达成单片机的复位初始化操作。
(3)外接晶体线
XTAL1(19)和XTAL2(18)外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时,此二引线端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外面时钟时,用于接外面时钟脉冲信号。
(4)主电源引脚
VCC(40):+5V电源。
VSS(20):地线(GND)。
时钟电路的设计
时钟电路有AT89S51的18、19脚的时钟端(XTAL1及XTAL2)以及12MHz晶振Y1、电容C1、C2组成,采用片内振荡方式,如图2所示。
图2时钟电路
复位电路的设计
复位电路采用简单的上电复位电路,主要由电阻R1、R2,电容C3,开关K组成,分别接至AT89S51的RST复位输入端,如图3所示。
图3复位电路
驱动电路的设计
LED驱动模块是LED显示屏设计的要点部分,驱动电路设计的利害直接关系
到LED显示屏的亮度、牢固度等重要指标。本次设计中LED的驱动是采用三极管和74LS154实现的。
此系统中驱动电路是由74LS154和三极管组成的,原理图如图4所示。
图4驱动电路
8×8LED点阵
(1)工作原理
8×8点阵共由64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置行家线和列
线的交织点上。
当对应的某一行置
1,某一列置0,则相应的二极管就亮。如图
5所示,如
要将第一个点亮,则9
脚接高电平,13脚接低电平,则第一个点就亮了;若是
要将第一行点亮,则第
9脚要接高电平,而(13、3、4、10、6、11、15、16)
这些引脚接低电平,那么第一行就会点亮;若是将第一列点亮,则第
13脚接低
电平,而(9、14、8、12、1、7、2、5)接高电平,那么第一列就会点亮。?
图58×8LED点阵
(2)接线方法
LED的行扫描端接到单片机的P0口,列扫描端接置三极管的发射极。列扫描端用于LED的数据扫描,经过74LS154的译码和三极管的驱动,使LED发光;行扫描经过P0口为LED的显示给出相应的数据。
系统软件设计
计数器初值计算
计算公式:TCMT/T计数
式中,TC为准时初值;T计数是单片机时钟周期TCLK的12倍;M为计数器摸值该值和计数器工作方式有关,在方式0时M为213;在方式1时M的值为216;在方式2和3为28。
TC2164ms/1s65536400061536F060H
数字0到9点阵显示代码的形成
假设显示数字“0”,形成的列代码为00H,00H,3EH,41H,41H,3EH,00H,00H;只要把这些代码分别送到相应的列线上面,即可实现“0”的数字显示。送第一列线代码到P3端口,同时置第一行线为“0”,其他行线为“1”,延时4ms,送第二列线代码到P3端口,同时置第二行线为“0”,其他行线为“1”,延时4ms,这样下去,直到送完最后一列代码,又从头开始送。图为数字0到9代码建立如图6所示。
图6数字0到9的代码建立图
数字0到9点阵显示代码:
0:00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H
1:00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H
2:00H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H
3:00H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H
4:00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H
5:00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H
6:00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H
7:00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H
8:00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00H
9:00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H
程序流程图
主程序流程图如图7所示
开始
初始化
调出显示程序
调整数据指针
N
可否显示达成
Y
图7主程序流程图
源程序
TIME
CNTA
CNTB
EQU30H
EQU31H
EQU32H
ORG0000H
LJMPSTART
ORG000BH
LJMPT0X
ORG30H
START:MOVTIME,#00H
MOVCNTA,#00H
MOVCNTB,#00H
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#0F0H
MOVTL0,#60H
SETBTR0
SETBET0
SETBEA
SJMP$
T0X:MOVTH0,#0F0H
MOVTL0,#60H
MOVDPTR,#TAB
MOVA,CNTA
MOVCA,***@A+DPTR
MOVP3,A
MOVDPTR,#DIGIT
MOVA,CNTB
MOVB,#8
MULAB
ADDA,CNTA
MOVCA,***@A+DPTR
MOVP1,A
INCCNTA
MOVA,CNTA
CJNEA,#8,NEXT
MOVCNTA,#00H
NEXT:INCTIME
MOVA,TIME
CJNEA,#250,NEX
MOVTIME,#00H
INCCNTB
MOVA,CNTB
CJNEA,#10,NEX
MOVCNTB,#00H
NEX:RETI
TAB:DB0FEH,FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH