基于Proteus的51单片机动态数码管课程设计 详细篇
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洁、正确。
调试
过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择 15 适当，程序编写正确，调试步骤清楚。
结果
20 电路及程序运行结果正确，达到预期效果。
报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰， 设计报告 20 语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全
符合规范化要求，用计算机打印成文。
工作态度 10 工作态度认真，按时完成设计任务。
-5-
三、软件设计 1 ． 仿 真原理 图
如图 3.1 所示
课程设计（论文）
图 3.1 由 51 单片机 P0 口接上拉电阻通过锁存器 74HC573 控制共阴极数码管段选， P1 口控制数码管位选，P2^1 控制 74HC573 使能端。
2 ． 仿 真参数 设置
如下列表格 3.2 所示
表 3.2 两位共阴极数码管动态扫描显示实验电路元器件及参数值
三、软件设计......................................................6
1. 仿真原理图.......................................................6 2. 仿真参数设置.....................................................6 3. 仿真结果.........................................................7 4. 程序流程图.......................................................8 5. 程序代码.........................................................9
-3-
课程设计（论文）
是保证单片正常启动、开始工作的必须电路，缺一不可。单片机最小系统一般 由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成，它是单片机开发板中的核 心部分。 时钟电路：其核心部分是晶振，晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。简 单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码， 单片机就无法工作。这里选用 12MHZ 晶振，便于产生精确的 uS 级时歇,方便定 时操作。 复位电路：当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下 复位按钮内部的程序自动从头开始执行（这里不加也可以）。
1. 掌握数码管的接口方法； 2. 掌握数码管动态显示的原理； 3. 掌握数码管动态显示的方法； 4. 掌握单片机内部定时器的使用方法； 5. 数码管动态显示的原理可参阅课本。
二、硬件设计
1 ． 单片机最小系统设计
如图 2.1 所示
图 2.1 单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，
-4-
课程设计（论文）
所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有 选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个 数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点 亮时间为 1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际 上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组 稳定的显示据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节 省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。
图 1.1 引脚图
图 1.2 实物图
AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可
反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），
器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令
四、心得体会 ................................... ......11
五、参考文献................................................... .12
-3-
一、概述
1. 单片机简介
如图 1.1 和图 1.2 分别为 PDIP 封装的 AT89C52 引脚图和实物图
图 3.3 经过多次试验，调试后现象正常，实现功能为：数码管从 60 秒开始-，减 到 0 后，重新开始从 60 循环-1.
4 ． 程 序流程 图
-7-
开始
初始化定时器 T0 中断
进入中断
N 1s 时间到？ Y Num--
课程设计（论文）
分离 num 十位，个位，数 码管动态扫描显示
N Num==-1?
和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低
开发成本。
AT89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的
需求。本课程设计中使用的是 PDIP 封装的 AT89C52 单片机。
1
2．Proteus 简介
如图 1.3 为 Proteus7.0 的工作界面图
学 号： 201200558
单片机课程设计
题目 学院 专业班级 姓名 组员 指导教师
动态数码管显示 机电工程学院 电子信息工程 12-1 班
六号跑道
张、王老师
2015 年 5 月 30 日
课程设计（论文）
课程设计量化评分标准
指标 最高分
评分要素
评分
方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚， 方案设计 35 电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简
它是数码管显示时通常是采用段选、片选共用同一组并口的驱动方式。驱 动数码管需要两个信号，一个是段选信号，一个是片选信号。段选信号是固定 的 8 个（对于普通 7 段数码管），而片选信号数量是与数码管位数相同的。对于 8 位数码管的动态扫描来说，片选信号要 8 根线，这样仅仅驱动数码管就占用 了 2 组共 16 个 IO 口，非常浪费使用 573 锁存器后，只占用 8+2=10 个 IO 口， 其中 2 个用于控制锁存器使能，另外 8 个输出信号。先关闭控制片选信号的 573 芯片的锁存功能，然后单片机输出片选信号，随后开启锁存，此时无论 573 的 输入端如何变化，输出端都是不变的，也就是原来输入的信号被锁住了。然后， 再关闭控制段选的 573 的锁存功能，输出段选信号，再锁存，这样就巧妙的实 现了数据线的复用，让一组 IO 口既输出段选又输出片选
系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，AT89C52 单片机在电子
行业中有着广泛的应用。
AT89C52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含 2 个
外中断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，2 个读写口线，
AT89C52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器
2 ． 数码管显示部分
如图 2.2 所示
图 2.2 数码管有共阴极数码管和共阳极数码管两种（这里选用两位共阴极数码 管），如图 2.2（b）所示，根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和 动态式两类，这里只介绍动态方式。 动态显示：将所有数码管的 8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一 起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立 的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码， 但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制，
void display();
void delay(uint z) //延时函数
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=50;j>0;j--);
}
void main() {
num=60; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256;//定时器赋初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1) {
二、硬件设计......................................................3
1. 单片机最小系统设计...............................................1 2. 数码管显示部分...................................................4 3. 数码管驱动部分...................................................5
课程设计（论文）
图 1.3 Proteus 软件是英国 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该 软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它 EDA 工具软件 的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外 围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片 机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试 到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产 品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型 仿 真 软 件 三 合 一 的 设 计 平 台 ， 其 处 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086 和 MSP430 等，2010 年又增 加了 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面， 它也支持 IAR、Keil 和 MATLAB 等多种编译器。
if(flag==1) {
-9-
flag=0;
元器件编号
元器件名称
元器件参数
说明
U1
AT89C52
\
U2
74HC573
\
AT89C52 单片机 三态锁存器
RP1 DSP C1/C2/C3
排阻 共阴极 电容
10K \ 30pF,30pF,10uF
上拉排阻 共阴极红色显示 负载等
R1
电阻
10K
接地
-6-
S
按钮
\
3 ． 仿 真结果
如图 3.3
课程设计（论文） 复位电路用
Y Num=59
Байду номын сангаас
-8-
5 ． 程 序代码
课程设计（论文）
#include<AT89X51.H>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit LE=P2^0;
//定义使能端
uchar num,shi,ge,t0;
bit flag;
uchar code table[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
在学习单片机的过程中 Proteus 软件可以很好地代替开发板进行仿真实 验，可以使学生比较灵活多样化的学习单片机。
-2-
3 ． 动态数码管设计任务与要求
课程设计（论文）
课程设计功能： 单片机采用定时器中断方法，制作一个简易时钟，要求用定时器实现精确
定时，使用数码管动态显示，完成时钟的秒走时显示。 课程设计内容：
总评成绩
-2-
目录
课程设计（论文）
一、概述 ......................................................... 1
1. 单片机简介.......................................................1 2. Proteus 简介 .....................................................2 3. 设计任务与要求...................................................3
3 ． 数码管驱动部分
这里使用 74HC573 来控制数码管的显示，如图 2.3 所示
74HC573 是拥有八路输出的 透明锁存器， 输出为三态门，是一种高性能硅栅 CMOS 器件。 当锁存使能端 LE 为高时，这些器件的锁存对于数 据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变 低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。
调试
过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择 15 适当，程序编写正确，调试步骤清楚。
结果
20 电路及程序运行结果正确，达到预期效果。
报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰， 设计报告 20 语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全
符合规范化要求，用计算机打印成文。
工作态度 10 工作态度认真，按时完成设计任务。
-5-
三、软件设计 1 ． 仿 真原理 图
如图 3.1 所示
课程设计（论文）
图 3.1 由 51 单片机 P0 口接上拉电阻通过锁存器 74HC573 控制共阴极数码管段选， P1 口控制数码管位选，P2^1 控制 74HC573 使能端。
2 ． 仿 真参数 设置
如下列表格 3.2 所示
表 3.2 两位共阴极数码管动态扫描显示实验电路元器件及参数值
三、软件设计......................................................6
1. 仿真原理图.......................................................6 2. 仿真参数设置.....................................................6 3. 仿真结果.........................................................7 4. 程序流程图.......................................................8 5. 程序代码.........................................................9
-3-
课程设计（论文）
是保证单片正常启动、开始工作的必须电路，缺一不可。单片机最小系统一般 由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成，它是单片机开发板中的核 心部分。 时钟电路：其核心部分是晶振，晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。简 单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码， 单片机就无法工作。这里选用 12MHZ 晶振，便于产生精确的 uS 级时歇,方便定 时操作。 复位电路：当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下 复位按钮内部的程序自动从头开始执行（这里不加也可以）。
1. 掌握数码管的接口方法； 2. 掌握数码管动态显示的原理； 3. 掌握数码管动态显示的方法； 4. 掌握单片机内部定时器的使用方法； 5. 数码管动态显示的原理可参阅课本。
二、硬件设计
1 ． 单片机最小系统设计
如图 2.1 所示
图 2.1 单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，
-4-
课程设计（论文）
所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有 选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个 数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点 亮时间为 1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际 上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组 稳定的显示据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节 省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。
图 1.1 引脚图
图 1.2 实物图
AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可
反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），
器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令
四、心得体会 ................................... ......11
五、参考文献................................................... .12
-3-
一、概述
1. 单片机简介
如图 1.1 和图 1.2 分别为 PDIP 封装的 AT89C52 引脚图和实物图
图 3.3 经过多次试验，调试后现象正常，实现功能为：数码管从 60 秒开始-，减 到 0 后，重新开始从 60 循环-1.
4 ． 程 序流程 图
-7-
开始
初始化定时器 T0 中断
进入中断
N 1s 时间到？ Y Num--
课程设计（论文）
分离 num 十位，个位，数 码管动态扫描显示
N Num==-1?
和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低
开发成本。
AT89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的
需求。本课程设计中使用的是 PDIP 封装的 AT89C52 单片机。
1
2．Proteus 简介
如图 1.3 为 Proteus7.0 的工作界面图
学 号： 201200558
单片机课程设计
题目 学院 专业班级 姓名 组员 指导教师
动态数码管显示 机电工程学院 电子信息工程 12-1 班
六号跑道
张、王老师
2015 年 5 月 30 日
课程设计（论文）
课程设计量化评分标准
指标 最高分
评分要素
评分
方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚， 方案设计 35 电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简
它是数码管显示时通常是采用段选、片选共用同一组并口的驱动方式。驱 动数码管需要两个信号，一个是段选信号，一个是片选信号。段选信号是固定 的 8 个（对于普通 7 段数码管），而片选信号数量是与数码管位数相同的。对于 8 位数码管的动态扫描来说，片选信号要 8 根线，这样仅仅驱动数码管就占用 了 2 组共 16 个 IO 口，非常浪费使用 573 锁存器后，只占用 8+2=10 个 IO 口， 其中 2 个用于控制锁存器使能，另外 8 个输出信号。先关闭控制片选信号的 573 芯片的锁存功能，然后单片机输出片选信号，随后开启锁存，此时无论 573 的 输入端如何变化，输出端都是不变的，也就是原来输入的信号被锁住了。然后， 再关闭控制段选的 573 的锁存功能，输出段选信号，再锁存，这样就巧妙的实 现了数据线的复用，让一组 IO 口既输出段选又输出片选
系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，AT89C52 单片机在电子
行业中有着广泛的应用。
AT89C52 有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含 2 个
外中断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，2 个读写口线，
AT89C52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器
2 ． 数码管显示部分
如图 2.2 所示
图 2.2 数码管有共阴极数码管和共阳极数码管两种（这里选用两位共阴极数码 管），如图 2.2（b）所示，根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和 动态式两类，这里只介绍动态方式。 动态显示：将所有数码管的 8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一 起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立 的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码， 但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制，
void display();
void delay(uint z) //延时函数
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=50;j>0;j--);
}
void main() {
num=60; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256;//定时器赋初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1) {
二、硬件设计......................................................3
1. 单片机最小系统设计...............................................1 2. 数码管显示部分...................................................4 3. 数码管驱动部分...................................................5
课程设计（论文）
图 1.3 Proteus 软件是英国 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该 软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它 EDA 工具软件 的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外 围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片 机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试 到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产 品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型 仿 真 软 件 三 合 一 的 设 计 平 台 ， 其 处 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086 和 MSP430 等，2010 年又增 加了 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面， 它也支持 IAR、Keil 和 MATLAB 等多种编译器。
if(flag==1) {
-9-
flag=0;
元器件编号
元器件名称
元器件参数
说明
U1
AT89C52
\
U2
74HC573
\
AT89C52 单片机 三态锁存器
RP1 DSP C1/C2/C3
排阻 共阴极 电容
10K \ 30pF,30pF,10uF
上拉排阻 共阴极红色显示 负载等
R1
电阻
10K
接地
-6-
S
按钮
\
3 ． 仿 真结果
如图 3.3
课程设计（论文） 复位电路用
Y Num=59
Байду номын сангаас
-8-
5 ． 程 序代码
课程设计（论文）
#include<AT89X51.H>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit LE=P2^0;
//定义使能端
uchar num,shi,ge,t0;
bit flag;
uchar code table[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
在学习单片机的过程中 Proteus 软件可以很好地代替开发板进行仿真实 验，可以使学生比较灵活多样化的学习单片机。
-2-
3 ． 动态数码管设计任务与要求
课程设计（论文）
课程设计功能： 单片机采用定时器中断方法，制作一个简易时钟，要求用定时器实现精确
定时，使用数码管动态显示，完成时钟的秒走时显示。 课程设计内容：
总评成绩
-2-
目录
课程设计（论文）
一、概述 ......................................................... 1
1. 单片机简介.......................................................1 2. Proteus 简介 .....................................................2 3. 设计任务与要求...................................................3
3 ． 数码管驱动部分
这里使用 74HC573 来控制数码管的显示，如图 2.3 所示
74HC573 是拥有八路输出的 透明锁存器， 输出为三态门，是一种高性能硅栅 CMOS 器件。 当锁存使能端 LE 为高时，这些器件的锁存对于数 据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变 低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。