单片机课设数码管显示滚动控制

《单片机设计与实训》

设计报告

题目：数码管滚动显示控制*名：***

班级：自动化四班

学号： **********

指导老师：**

提交日期： 2016年10月29日

目录

一、设计题目与要求 (4)

1.1设计题目 (4)

1.2设计要求 (4)

二、系统方案设计 (4)

2.1硬件电路设计 (5)

1.单片机最小系统简介 (5)

2.数码管显示电路 (7)

2.3硬件选型及说明 (8)

1. ST89C51单片机 (8)

2. 四位一体七段共阴极显示数码管 (10)

三、系统原理图设计与仿真 (11)

3.1系统仿真图 (11)

3.2系统仿真结果 (12)

四、程序设计 (13)

4.1程序设计 (13)

4.2程序流程图 (15)

五、系统调试 (16)

5.1系统硬件调试 (16)

5.2系统软件调试 (16)

六、总结与体会 (17)

附录一 (19)

附录二 (20)

附录三 (34)

一、设计题目与要求

单片机课程设计是一门实践课程，要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试，学生在熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境Keil C51编程调试，并使用STC ISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分，基本部分即单片机最小系统部分，扩展部分是对单片机内部资源及外部IO口的功能扩展，使制作的单片机系统具有一定的功能。

1.1设计题目

数码管滚动显示控制

1.2设计要求

自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用两个四位一体数码管作为显示器件，通过按钮选择实现四种滚动显示模式，例如从左至右，从右至左，内缩，外扩等，滚动信息可以是数字或有意义的英文字符。

二、系统方案设计

2.1硬件电路设计

本设计的硬件电路主要包括的模块有：单片机最小系统、七段数码管显示模块、

1.单片机最小系统简介

单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。结构图如下：

图2.1单片机最小系统

各部分的功能介绍如下：

复位电路：复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC 初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误是系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。

MCS-51单片机的复位电路由片内、片外两部分组成，进行复位操作时，外部电路需在复位引脚RST端产生大于两个机器周期的高电平信号，RST引脚通过片内施密特触发器与复位电路相连（施密特触发器的作用是脉冲整型和抑制噪声）。MCS-51单片机的复位操作有两种方式：上电复位和上电按钮复位。

图2.2复位电路图

晶振电路（时钟电路）: 时钟电路是单片机的心脏，它用于产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。单片机的时钟产生方法

有内部时钟方式和外部时钟方式，大多数单片机应用系统采用内部时钟方式，本系统采用的亦是内部时钟方式。在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，XTAL1、XTAL2引脚分别为该反相放大器的输入端和输出端，在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。

图2.3时钟电路图

2.数码管显示电路

图2.4数码显示电路

2.3硬件选型及说明

1. ST89C51单片机

MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。8051是MCS-51系列单片机的典型产品。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线：引脚介绍：

电源：VCC - 芯片电源，接+5V；VSS - 接地端；

时钟：XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端控制线：⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲：① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址；② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

⑵ PSEN:外ROM读选通信号。

⑶ RST/VPD:复位/备用电源：① RST（Reset）功能：复位信号输入端；② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源：①EA功能：内外ROM选择端；② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

I/O线：4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

图2.5 89c51引脚图2. 四位一体七段共阴极显示数码管

图2.6数码管引脚图