陆洋机电一体化.doc

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1、硅湖职业技术学院毕业论文（设计）题目 基于单片机控制的88点阵显示屏年级 087 专业 机电一体化 姓名 陆 洋 学号 指导老师 潘世丽 2011年5月 1日硅湖职业技术学院毕业论文（设计）任务书专业_机电一体化 _姓名_陆洋_学号_课题名称：基于单片机控制的88点阵显示屏课题选择依据：现在的娱乐信息或新闻广告，大多数都是通过小型和大型的显示屏来向社会传递，而这显示屏大多就是点阵所构成的。为了适应社会科技的发展，掌握点阵的使用及显示方式，把科学技术应用到实践中。本论文利用 AT89C51 单片机系统作为主控制器提出了一种8*8点阵显示屏的实现方案，从而实现图形显示功能。课题主要内容：1.汇编源

2、程序2.系统硬件设计3. 单片机的配置及简介4. 相关软件的介绍课题研究思路、方法和要求：本文简单介绍了LED电子显示屏及该领域的发展，并分析LED点阵显示屏原理；其次，对点阵模块进行总体设计；然后，进行了模块的硬件电路设计；最后，进行了软件设计。本设计所要求的显示图形及数字均已实现。主要参考资料：1沈红卫.基于单片机结构的智能系统设计与实现M.电子工业出版社:2000,46-512黄惠媛.单片机原理与接口技术M.海洋出版社:2003,114-1163刘瑞新.单片机原理及应用教程M.北京机械工业出版社:2006,67-764陆坤.电子设计技术M.成都电子科技大学出版社:1997,135-144

3、5陈明义.电子技术课程设计实用教程M.电子工业出版社:2002,64-70课题起止日期：2011.1-2011.5 指导教师： _潘世丽_ 职务（称）：_助教_2011年 5 月1 日硅湖职业技术学院学生毕业论文（设计）进程安排表专业机电一体化学号姓 名陆洋论文（设计）题目基于单片机控制的88点阵显示屏指导教师潘世丽第一阶段完成任务及时间安排确定了论文题目，并且进行了下一步的安排，为以后的论文写作奠定了良好基础。2011.1.3-2011.1.15第二阶段完成任务及时间安排根据论证设计硬件系统并画出电路图，并根据电路图制电路板。列出文章大致提纲。2011.1.18-2011.2.9第三阶段完成

4、任务及时间安排在硬件的基础上设计软件程序；利用仿真器编译软件程序，进行调试仿真。完成论文初稿。2011.2.14-2011.3.10第四阶段完成任务及时间安排把调试成功的程序利用烧入器烧入到芯片中去。经老师初步修改后，论文初稿再次精工细琢。2011.3.15-2011.4.7第五阶段完成任务及时间安排把固化好程序的芯片插入到实际应用系统，投入到实际使用。 并最终定稿。2011.4.10-2011.5.1备 注硅湖职业技术学院学生毕业实习总结鉴定表专业机电一体化学号姓名 陆 洋毕业实习单位江苏华菱锡钢特钢有限公司毕业实习时间2011.1-至今指 导 教 师潘世丽学生实习总结：通过这次的实习，让我

5、了解到了公司的规模水平、生产流程以及一些混凝土的加工，在以后的工作中相信会有较大的帮助，虽然在工作过程遇到许多困难，但是都一一解决，尽自己的最大的努力，做好每一件事，不管做什么样的事情，如果想做或乐意做，就把它做好，如果不愿意做，就不去做，我觉得一方面公司给我们工作的机会，另一方面也要积极配合公司，把双方的工作都做好。自己也还要不断的学习更多的知识，为公司贡献自己的力量，使公司获得更好的经济效益。实习单位对学生评价（在选定符号上打“”，A优秀、B良好、C中等、D及格、E不及格）实习纪律与态度：A、B、C、D、E尊师好学： A、B、C、D、E工作能力： A、B、C、D、E专业知识水平： A、B、

6、C、D、E总体评价： A、B、C、D、E实习单位鉴定：公章 年 月 日学校指导教师评语：签字 年 月 日实习成绩等级专业组意见：签字 年 月 日基于单片机控制的8*8点阵显示屏陆 洋【摘要】现在的娱乐信息或新闻广告，大多数都是通过小型和大型的显示屏来向社会传递，而这显示屏大多就是点阵所构成的。为了适应社会科技的发展，掌握点阵的使用及显示方式，把科学技术应用到实践中。本论文采用AT89C51制作了一块8*8的点阵显示屏，其设计内容包括图形显示、数字显示、字母显示，PCB设计、汇编语言程序设计与调试等方面，有很强的使用价值。【关键词】单片机 LED点阵 汇编语言 1 引言自20世纪80年代后期开始

7、，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志，LED显示屏随着社会经济的不断进步，以及LED制造技术的完善，人们对LED显示屏经多年的开发、研制、生产，其技术目前已经成熟。现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电子产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市增添了一道靓丽的风景。而且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、组态灵活、安全、响应

8、时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点。近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经被广泛应用于商场、学校、银行、邮局、机场、车站、码头、金融证券市场、文化中心、信息中心休息设施等公共场所。2 设计任务及目的设计一个可显示图案和数字或者字母的8*8点阵控制器来熟悉LED的使用。采用AT89S51单片机作为整个控制电路的核心，并编制软件程序，实现动态轮流显示。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。3 系统硬件设计3.1 电源电路本设计实验所需电源为直流五伏电压源，采用的是固定式三端稳压器7805来实现。其

9、线路接线图如图1所示：图1 电源电路图2 复位电路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，复位电路如图2所示。3.3 主体电路通过单片机AT89S51的P0口和P1口去驱动点阵LED芯片块。电路如图3所示。3.4 显示部分图4为88点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图5所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。

10、图3 主体电路图4 88点阵LED外观及引脚图图5 88点阵LED等效电路3.5 实物图该设计的实物如图6所示：图6 实物图4 单片机的配置及简介4.1 单片机介绍所谓单片机，就是将CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口电路都集成在一块集成芯片上的微型计算机。MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的8位单片微型计算机 ，包含51和52两个子系列。51子系列的典型产品有8031，8051和8751三种机型 52子系列包括8032，8052二种主要机型。 51子系列的配置如下：（1）8位CPU；（2）振荡频率1.212MHZ；（3）128个字节的片内数据存储器（片

11、内RAM）；（4）21个专用寄存器；（5）4KB的片内程序存储器（8031无）；（6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；（7）一个全双工串行I/O口；（8）2个16位定时器/计数器；（9）5个中断源，分为2个优先级；本系统选用ATMEL89S51系列单片机，由于它的模块化设计为适应具体的应用提供了极大的灵活性，便于扩展功能，有效的提高了系统的经济性。AT89S51是一种低工耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储编程器对程序存储器重复编程。单片机结构如图7所示。AT89S51具有以下特点：（1）与MCS-51微控制器产品系列兼容。

12、（2）片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器。（3）32条可编程I/O线。（4）程序存储器具有三级加密保护。（5）可编程全全双工串行通道。（6）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。（7）而且与87C51系列的引脚也完全兼容。4.2单片机系统硬件抗干扰影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。形成干扰的基本要素有三个： （1）干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号, 用数学语言描述如下：du

13、/dt, di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。（2）传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。（3）敏感器件。指容易被干扰的对象。如：A/D、 D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。图7 单片机结构图5 相关软件的介绍5.1 PROTEL电路设计及PCB图制作Protel99SE是桌面环境下第一个以设计管理和协作技术为核心的全方位印刷电路板设计系统，它集强大的设计能力，复杂工艺的可生产性和设计过程管理于一体，可完整实现电子产品从概念设计到生成物理生产数据的全过程，以及中间的

14、所有分析，仿真和验证。整个过程包括以下几个步骤亦如图8所示：（1）构想电路模型（2）设计电路原理图（3）校对后输出原理图（4）产生网络表（5）设计印刷电路板（6）检查后输出PCB板图 图8 PCB板制作流程图5.2 Keil C51 介绍及使用本设计中源程序程序的编写与调试是在Keil C51集成环境uVision中进行的。Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，界面友好

15、，操作简单。另外重要的一点是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。（1）建立一个新的工程:单击“Ptoject”菜单，在弹出的下拉菜单中选择“New Project”选项。然后选择你要保存的路径，输入工程的名字然后点击保存。这时会弹出一个对话框，要求你选择单片机的型号，根据你所用的单片机来选择，Keil C51几乎支持所有的51内核的单片机，在本设计中选择的是AT89S51。（2）编写程序：单击“File”菜单，在下拉菜单中选择“New”，这时编辑窗口会出现一个Tex

16、t1窗口，光标在该窗口中闪烁，首先保存该空白文档，单击菜单上的“File”， 在弹出的下拉菜单中选择“Save As”选项，在出现的对话框中键入欲使用的文件名并同时键入正确的后缀名(本设计中为.asm)，然后保存。回到编辑界面后，单击“Target 1”前面的“+”，然后在“Source Group 1”上单击右键，在弹出菜单中选择“Add Files to Group Source Group 1”，选中设计所需要的源程序文件，然后单击“Add”，这时注意到“Source Group 1”文件夹中多了若干个子项，子项的多少跟所增加的源程序的多少相同。这时就可以键入应用程序了。Keil C51

17、 会自动识别关键字，并以不同的颜色提醒用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于提高编程效率。（3） 编译并生成HEX文件：程序编写完成以后，单击“Ptoject”菜单，在下拉菜单中选择“Built Target”选项，或者使用快捷键F7。编译成功后右击“Target 1”在弹出菜单中选择“Options For Target Target 1”，在弹出的对话框中选择“Output”选项中的“Creat HEX File”选项使程序编译后产生HEX代码，供下载器软件使用。6 汇编源程序TIM EQU 30HCNTA EQU 31HCNTB EQU 32H ORG 0000H LJMP STAR

18、T ORG 000BH LJMP T0X ORG 30HSTART: MOV TIM,#00H MOV CNTA,#00H MOV CNTB,#00H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-4000)/256 MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP $T0X: MOV TH0,#(65536-4000)/256 MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256 MOV DPTR,#TAB MOV A,CNTA MOVC A,A+DPTR MOV P3,A MOV DPTR,#DIG

19、IT MOV A,CNTB MOV B,#8 MUL AB ADD A,CNTA MOVC A,A+DPTR MOV P1,A INC CNTA MOV A,CNTA CJNE A,#8,NEXT MOV CNTA,#00HNEXT: INC TIM MOV A,TIM CJNE A,#250,NEX MOV TIM,#00H INC CNTB MOV A,CNTB CJNE A,#10,NEX MOV CNTB,#00HNEX: RETITAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHDIGIT: DB 00H,00H,3EH,41H,41H,4

20、1H,3EH,00H DB 00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H DB 00H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H DB 00H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H DB 00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H DB 00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H DB 00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H DB 00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H DB 00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00H DB 00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H END7 总结【参考文献】 1沈红卫.基于单片机结构的智能系统设计与实现M.电子工业出版社:2000,46-512黄惠媛.单片机原理与接口技术M.海洋出版社:2003,114-1163刘瑞新.单片机原理及应用教程M.北京机械工业出版社:2006,67-764陆坤.电子设计技术M.成都电子科技大学出版社:1997,135-1445陈明义.电子技术课程设计实用教程M.电子工业出版社:2002,64-70