基于Proteus的51单片机动态数码管课程设计

总评成绩
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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
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
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
杨宝山
张少蔚、王淑娇老师
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
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。
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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：
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
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
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S
按钮
\
3 ． 仿 真结果
如图 3.3
课程设计（论文） 复位电路用
四、心得体会 ................................... ......11
五、参考文献................................................... .12
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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
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) {
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 ． 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。
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
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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?
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
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
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，
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。
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。
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2．Proteus 简介
如图 1.3 为 Proteus7.0 的工作界面图
Y Num=59
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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};
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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）。
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。
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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
if(flag==1) {
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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
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，