两位数码管显示

课程设计说明书

课程名称：《单片机技术》

设计题目：两位数码管显示设计

学院：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：

2014年6 月13日

课程设计任务书

两位数码管显示

摘要：两位数码管显示设计是基于AT89S52单片机的两位数码显示系统，通过AT89S52进行控制，利用汇编语言编写两位数码管循环扫描动态显示的专用程序来实现两位数码管动态显示系统。系统主要由电源模块、复位模块、外部时钟电路模块、数码管显示模块构成。电源电路通过桥堆2W10和三端稳压器7805将交流电压变为5V的直流电压。复位电路由电容与按键的并联来实现。时钟通过外部12M的晶振来控制。两位数码管显示由两个共阳极的三极管进行驱动。将汇编语言编写的两位数码管动态显示程序写入单片机，使数码管相应段点亮，同时利用人眼的视觉暂留的特性和数码管的余辉效应，在扫描频率足够高时，人眼无法感觉数码管的变化，从而实现数码管的动态显示。

关键词：AT89S52；两位数码管；7805；2W10；动态显示

目录

1.设计背景 (1)

1.1单片机的应用背景 (1)

1.2共阳极数码管的显示方法 (1)

1.3共阳极数码管的驱动设计 (1)

2.设计方案 (1)

2.1方案一：共阳极数码管静态显示 (1)

2.2方案二：共阳极数码管动态显示 (2)

2.3数码管静态与动态显示的优缺点比较 (3)

3.方案实施 (3)

3.1电源电路设计 (3)

3.2复位及震荡电路 (4)

3.3单片机接口 (4)

3.4软件设计 (4)

3.5调试仿真 (6)

4.结果与结论 (7)

4.1设计结果 (7)

4.2设计结论 (7)

5.收获与致谢 (7)

6.参考文献 (8)

7.附件 (8)

1.设计背景

1.1单片机的应用背景

在信息时代的今天，单片机技术应用越来越广泛，涉及各行各业，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。如洗衣机、空调、冰箱等的控制系统，就可以用单片机实现。为了让人们很直观的了解相关设备当前的工作状态，很多时候需要将当前的时间、温度、工作程序等状态通过数码管显示出来，这就涉及到单片机的数码管显示技术。导弹的导航装置，飞机上的各种仪表控制工业自动化过程的实时控制和数据处理等都离不开单片机。因此单片机的学习、开发和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换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，都同时处于显示状态。动态显示数码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共同驱动数码管，从而实现数码管的动态显示。

2.设计方案

2.1方案一：共阳极数码管静态显示

静态显示，就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的开销小。能供给单独锁存的I/O接口电路很多，各数码管的公共极固定接有效电平，各数码

管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。LED显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作时占用CPU时间短。但若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的I/O口线较多。一般仅适用于显示位数较少的应用场合。静态显示电路如图2.1所示。

图2.1静态显示接线图

2.2方案二：共阳极数码管动态显示

动态显示是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。这样，就没有必要每一位数码管接一个锁存器，从而大大简化了硬件电路。亮数码管采用动态显示扫描，所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字型码和相应位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像是各位数码管同时都在显示，动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。缺点是随着显示位数的增多，也将占用大量的CPU时间，因此动态显示的实质是以牺牲CPU时间来换取器件的减少。数码管动态显示电路如图2.2所示。

图2.2动态显示接线图

2.3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。但与动态相比，动态更为简单。本设计要求循环显示，而且要显示两位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现，即采用动态显示的方式，就是先个位显示1毫秒，再十位显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到两位不同的数字稳定显示。各位数码管的字形控制端对应地并在一起，由一组I/O端口进行控制，各位的公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。动态显示的优点：节省I/O端口线，动态显示的缺点显示亮度不够稳定，影响因素较多；编程较复杂，占用CPU时间较多。

3.方案实施

3.1电源电路设计

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的直流电压，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3.1电源电路