单片机原理及应用设计报告

单片机设计报告
编写：HUBU2015级通信工程xmx 2017年5月23日
一、设计的目的与要求
利用8*8LED点阵动态显示汉字的字样。

采用STC89C52单片机作为整个控制搭电路的核心，并编制软件程序，实现汉字的显示。

通过此设计来巩固单片机硬件系统的设计及软件系统的编程，通过设计将平时所学知识付诸实践，提高动手能力。

1、设计一个8*8点阵LED电子显示屏。

2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示一个“大”字。

二、总体方案设计
2.1 硬件电路的总体设计
1、设计总体框图
硬件电路的设计框图如图1所示。

硬件电路结构由8个部分组成：时钟电路、复位电路、按键接口电路、电源电路、点阵显示阳极电路、点阵显示阴极电路和8*8点阵显示电路。

2、工作原理
由于是8*8点阵屏设计，需要端口16个，可采用静态显示模式，用P0口控制行，P1口控制列，通过软件编程，即可实现汉字的显示。

3、元器件清单
元件名称规格数量备注
STC89C52单片机一块附底座
晶振12MHZ 一块
8*8点阵LED显示器一块SZ411288k
按钮开关一个四脚
极性电容10uF 一支
瓷片电容51pF 两个
电阻5kΩ八个
电阻10kΩ一个
2.2 系统软件的设计
软件程序主要由开始、初始化、主程序、字库和延时子程序组成。

三、系统硬件电路的具体设计
3.1 时钟电路
STC89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线X1和X2分别是放大器的输入端和输出端。

单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。

STC89C52的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。

由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。

内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在X1和X2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。

最常用的是在X1和X2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图4所示电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为12MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF 左右
3.2 复位电路
单片机在启动运行时需要复位，使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

另外，在单片机工作过程中，如果出现死机时，也必须对单片机进行复位，使其重新开始工作。

本设计中采用按键复位电路，上电瞬间，RC电路充电，RST引线端出现正脉冲，只要RST端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效地复位。

其中R1选择10KΩ左右的电阻，电容器一般选择10μF。

3.3显示电路的设计
本次设计中采用8*8点阵LED显示器，简称LED点阵板或LED矩阵板。

它是以发光二极管为像素，按照行与列的顺序排列起来，用集成工艺制成的显示器件。

有单色和双色之分，这种显示器有共阳极接法和共阴极接法两种。

设计中用到的是“列共阳，行共阴”，即“列用高电平控制，行用低电平控制”。

图中画出了8*8点阵的二极管。

每一行发光二极管的阳极接在一起，有一个引出端r，每一
列发光二极管的阴极接在一起，有一个引出端c。

当给发光二极管阳极引出端r1加高电平，阴极引出端c1加低电平时，左上角的二极管被点亮因此，对于行和列的电平进行扫描控制时，可以达到显示不同字符的目的。

(1)把“单片机系统”区域中的P0端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“A~H”端口上；
(2)把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“0~7”端口上；
为了方便于单片机连接，我们在焊接的过程中特意将0～7接口排列出来作为列，将A～H接口作为行，这样我们就可以直接将AT89C52单片机的P0口与0~7接口一次连接，将AT89C52单片机的P1口与A~H接口一次连接。

要使LED
发亮即使给予数字端高电平，字母端给予低电平，就能使二极管发亮。

四、系统软件的具体设计
4.1 显示函数
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P1=DZ88lie[i]; //列选高电平有效
P0=DZ88hang[i]; //行选低电平有效
}
}
4.2 “大”字取模
char code DZ88lie[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,};
char code DZ88hang[]={0x77,0xB7,0xD7,0xE0,0xE0,0xD7,0xB7,0x77,};
4.3 延时程序
延时程序在单片机编程中使用非常广泛，也很重要，在本次设计的程序中用到了延时子程序。

延时子程序如下：
void delay_ms(int z)
{
char x,y;
for(x=z;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
4.4 主程序
void main()
{
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P1=DZ88lie[i]; //列选高电平有效
P0=DZ88hang[i]; //行选低电平有效
delay_ms(1);
}
}
}
五、整体电路图
六、系统软件完整程序代码
#include<reg52.h>
#define int unsigned int
#define char unsigned char
char code DZ88lie[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,}; char code DZ88hang[]={0x77,0xB7,0xD7,0xE0,0xE0,0xD7,0xB7,0x77,}; void delay_ms(int z);
char i;
void main()
{
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P1=DZ88lie[i]; //列选高电平有效
P0=DZ88hang[i]; //行选低电平有效
delay_ms(1);
}
}
void delay_ms(int z) //延时子程序{
char x,y;
for(x=z;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
}
七、仿真结果。