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1、安徽经济管理学院单片机课程设计报告设计题目： _系 别： _专 业： _班 级： _姓 名： _学 号： _成 绩： _ 年 月 日目录引言第一章 方案总体设计第二章 控制系统的硬件设计第三章 软件设计及程序清单第四章 检测与调试第五章心得体会参考文献引言当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LC
2、D比较先进，LCD的优点较为明显，他体积小，容易控制，功能强，价格适宜，能够适应显示器的发展方向，因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用；随着社会经济的迅猛发展，工业生产逐渐实现了自动化，其中，设备的工作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单
3、片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。据不完全统计，1991年，全国LED显示屏的产值还不到亿元人民币，而在1993年，仅蓝通公司一家企业的显示屏产值即达1亿多人民币。由于LED电子显示屏具有所显内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵活.适用于火车,汽车站,码头,金融证券市场,文化中心,信息中心体育设施等公共场所.该项目广泛涉及了计算机及电子技术中的电源技术,单片机技术,数据通讯技术,显示技术,存储技术,系统软件技术,接口及驱动等技术.我国经济发展迅猛,对信息传播有越来越高的要求.可以相信,LED电子显示屏以其色彩鲜亮夺目,大的显示信息量,寿命长,耗电量小,重量轻,空间尺
4、寸小,稳定性高,易于操作,安装和维护等特点,将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。第一章方案总体设计一 .设计目的与要求：设计一88点阵LED字符显示器，要求显示“电子设计”四个汉字，显示方式提供三种：逐字显示，向上滚动显示，向右滚动显示。二 .设计原理：在单片机系统中，常用的显示器有：发光二极管显示器，简称LED（Light Emitting Diode）；液晶显示器，简称LCD（Liquid Crystal Display）;荧光管显示管。前两种显示器都有两种显示结构；段显示（8段，“米”字型等）和点阵显示（57，58，88点阵等）。点阵图形显示模块有两种连接方式：一种是直接访问方式，另
5、一种是间接控制方式。直接访问方式就是将显示器模块的接口作为存储器或I/O设备直接挂在单片机总线上，单片机过地址译码控制E1和E2的选通；读/写操作信号R/W由地址线A1控制；命令/数据寄存器选择信号由地址线A0控制。间接控制方式是通过单片机自身或系统扩展并行接口与显示模块连接在一起的。单片机通过对并行接口输出状态的编程操作，完成对模块所需的时序操作和数据传输。扫描频率必须大于16*64=1024Hz,周期小于1ms即可。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则亮度会不足。根据烧入程序的不同而显示的方式就不同.显示屏在设计与使用中存在如下问题：1.由于要对显示屏上数以万
6、计的像素进行控制,并且随着显示屏面积的增大,电路结构也非常庞大,因此系统的模块化设计成为重点考虑的问题.2.为了在屏上显示动画,视频图像等信息,显示系统必须用30帧/秒以上的速度来更新显示画面,这就要求显示系统有非常高的处理速度.3.为了在显示屏上细致的显示出信息所表示的形状,一般每帧有多至几百KB的显示数据送到显示屏,因此有非常大的数据传输量.4.用LED器件制造的显示屏主要用于大型公共设施和室外场所,尺寸通常在几米到几十米长,显示数据传输距离达几百米到千米以上.有上文可以看到LED显示屏的制造技术是集大容量的数据传输,高速处理,高速LED控制,超高亮度LED器件等技术于一体,涉及了计算机,
7、信息,电子技术,色彩学等领域的综合产物,有着较高的技术难度和较大的生产工作量.对于上文所述的难点有以下解决方案：1.总体设计采用集散控制方案,在统一协调的基础上来进行分级递阶控制,并通过功能分散,危险分散来达到设计的优化.2.化整为零,将显示屏分解为规模较小的显示单元,即用显示单元来组成显示系统.3.显示单元本身具有与显示屏相同的控制功能,并具有良好的嵌入性.4.显示单元具备稳定,高速,简洁的长距离数据传输系统.5.显示单元组成的显示系统应结构简单,性能稳定.第二章 控制系统的硬件设计硬件系统电路总体设计本字符显示器采用AT89C52单片机作控制器,12MHZ晶振,8*8点阵共阳LED显示器,
8、其中,P0作为字符数据输出口,P2为字符显示扫描输出口,第31脚(EA)接电源,P1.0P1.2口分别接开关K1、K2、K3，改变电阻（270*）的大小可改变显示字符的亮度，驱动用9012三极管。AT89C52的引脚结构图：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指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89
9、C52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。 此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。 主要功能特性： 兼容MCS-51指令系统 8k可反复擦
10、写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 256x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针第三章 控制系统的软件设计程序设计内容(1) 主程序在刚上电时对系统进行初始化,然后读一次键开关状态,由键标志位值(00H、01H、02H)决定显示的方式。主程序流程图如下：开始调用扫描子程序（KEYWORK）20H.0=1?20H.1=1?
11、20H.2=1?转向左滚动显示程序（FUN2）转逐字显示程序（FUN0）转向上滚动显示程序（FUN1）YYYNNN（2）初始化程序 在系统初始化时，对四个端口进行复位，将显示用的字符数据从ROM表中装入内存单元50H6FH中。“电子设计”中的每个字占用8个地址单元。（3）显示程序 显示程序由显示主程序和显示子程序写成。显示主程序负责每次显示时的显示地址首址（在B寄存器中）、每个字的显示时间（由30H中的数据决定）和下一个显示地址的间隔（31H中的数据决定）的处理。显示子程序则负责对指定8个地址单元的数据进行输出显示，显示一个完整文字的时间约为8ms。在显示子程序中，1ms延时程序是用调用键扫描
12、子程序的方法实现的。下图为逐字显示及向上滚动显示方式时的显示控制程序流程图；逐字或上移显示开始设1帧显示时间及换帧布距显示首址修改：（B）+R5（B）调显示子程序（DISPLAY）寄存器B、R4、R5赋初值转START1（R4）-1=0？（B）=#68H？YNYN利用键扫描程序代替显示程序中的1ms延时程序，既为了按键的快速响应，又可以提高动态显示的扫描频率，减少文字显示时的闪烁现象。对于多个文字的大屏幕显示，应该使用输出数据缓冲寄存器，才可以得到稳定的显示文字。程序设计清单SECOND EQU 30H MINITE EQU 31H HOUR EQU 32H HOURK BIT P0.0 MI
13、NITEK BIT P0.1 SECONDK BIT P0.2 DISPBUF EQU 40H DISPBIT EQU 48H T2SCNTA EQU 49H T2SCNTB EQU 4AH TEMP EQU 4BH ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0START: MOV SECOND,#00H MOV MINITE,#00H MOV HOUR,#12 MOV DISPBIT,#00H MOV T2SCNTA,#00H MOV T2SCNTB,#00H MOV TEMP,#0FEH LCALL DISP MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(
14、65536-2000) / 256 MOV TL0,#(65536-2000) /256 SETB TR0 SETB ET0 SETB EAWT: JB SECONDK,NK1 LCALL DELY10MS JB SECONDK,NK1 INC SECOND MOV A,SECOND CJNE A,#60,NS60 MOV SECOND,#00HNS60: LCALL DISP JNB SECONDK,$NK1: JB MINITEK,NK2 LCALL DELY10MS JB MINITEK,NK2 INC MINITE MOV A,MINITE CJNE A,#60,NM60 MOV MI
15、NITE,#00HNM60: LCALL DISP JNB MINITEK,$NK2: JB HOURK,NK3 LCALL DELY10MS JB HOURK,NK3 INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,NH24 MOV HOUR,#00HNH24: LCALL DISP JNB HOURK,$NK3: LJMP WTDELY10MS: MOV R6,#10D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RETDISP: MOV A,#DISPBUF ADD A,#8 DEC A MOV R1,A MOV A,HOUR MOV B,#10
16、DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R1,A DEC R1 MOV A,#10 MOV R1,A DEC R1 MOV A,MINITE MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R1,A DEC R1 MOV A,#10 MOV R1,A DEC R1 MOV A,SECOND MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R1,A DEC R1 RETINT_T0: MOV TH0,#(65536-2000) / 256 MOV TL0,#(65536-2000)
17、/ 256 MOV A,#DISPBUF ADD A,DISPBIT MOV R0,A MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P1,A MOV A,DISPBIT MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV P3,A INC DISPBIT MOV A,DISPBIT CJNE A,#08H,KNA MOV DISPBIT,#00HKNA: INC T2SCNTA MOV A,T2SCNTA CJNE A,#100,DONE MOV T2SCNTA,#00H INC T2SCNTB MOV A,T2SCNTB CJNE A,#
18、05H,DONE MOV T2SCNTB,#00H INC SECOND MOV A,SECOND CJNE A,#60,NEXT MOV SECOND,#00H INC MINITE MOV A,MINITE CJNE A,#60,NEXT MOV MINITE,#00H INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,NEXT MOV HOUR,#00HNEXT: LCALL DISPDONE: RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40HTAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0
19、DFH,0BFH,07FH END第四章检测与调试电路系统接上电源之后，对各个电路用万用表进行全面检查，首先检查单片机的电源供电情况，测量第二十和十脚之间的电压，供电正常。再检查显示部分的电源供电情况，LED显示器两端的电压也是正常的。综合调试结果其他的忙完了之后，一切的准备工作就做好了，接着就是综合调试了。因为现在对软件的调试已经完成，没有什么错误了。我们就从硬件开始检查，LED显示器什么也不显示，查找电路，所有的线路都连接好了。接着查看单片机外围电路，发现31脚没有接电路，说明现在读取的是片外的程序，当然有问题了啊！加上跳线，连上电路，电路还是不显示，等了一下，闻到了糊味，触摸了一下单片机
20、，单片机发热了，而且温度好高的。电路中一定有短路的地方，用刀子把所有的走线的空隙划了一下，割断无意中的连接。换了块单片机，重新烧录程序，再次接上电路，这时候发现有部分点阵LED显示，还是不全面。再次检查，把每一条走线都不放过，这时候找到了有一条线被断开了，线路不通了，找点导线，连上电路。再次查看时，可以正常调试了，功能完全实现了。但是，还是有部分因电流过大而烧坏了，部分段不显示了，换上新的就可以了。其中，软件的程序包括、闪动调整程序、清零程序、时钟调整程序、延时程序、显示程序等。8*8点阵LED字符显示器能显示“电子设计“四个文字，显示方式可由K1，K2，K3选择，K1为逐字显示，K2为向上滚
21、动显示，K3为向左滚动显示。附录参考文献：1 李光飞，楼然苗51系列单片机设计实例北京航空航天大学出版社，2003年3月2 韩志军，沈晋源，王振波单片机应用系统设计入门向导与设计实例机械工业出版社，2005年1月3 王幸之，钟爱琴，王雷，王闪AT89系列单片机原理与接口技术北京航空航天大学出版社，2004年5月4 朱定华单片机原理及接口技术电子工业出版社，2001年4月5 赵茂泰智能仪器原理及应用电子工业出版社，2004年2月6 刘东红利用单片机89C52的一个并行IO口实现多个LED显示的一种简单方法国外电子元器件，2002年第8期第五章 心得体会通过这次实训，我遇到了很多以前在学习过程中没
22、有遇到的问题，同时也巩固和温习了我以前学习的专业基础知识。例如，在实际制作的过程中，通过对电路方案的确定，提高了我分析电路和计算电路中有关参数的能力。通过对电路软件的设计，提高了我对单片机编程的布线、电路板的制作和元器件的了解。当然，在设计电路的过程中，由于自己知识的匮乏，也遇到了许多困难。比如：在用PROTEL制作PCB电路板的时候，由于自己布线不是很熟练而造成很多的跳线。在编程时由于疏忽没有写对操作码而造成软件的故障。还有就是在查阅相关资料的时候，常常不能有针对性地查找，致使浪费了大量的时间。然而，在整个设计过程中，让我感触最为深刻的是通过这次设计不仅让我初步地了解到一个产品的开发流程。还
23、培养了我们勇于探索、严格推理、用实践去检验真理的严谨治学态度。在查阅资料的过程中，又培养了我获取知识的能力，要想在短时间内在这么多方面都做到很好很不现实，这时团队的力量就显得很重要了。在共同合作的过程中，又提高了我对同学友爱团结、协作攻关，一起开拓进取的基本素质。通过对通用89C52单片机机处理器铁电存储器芯片、常用元器件的设计，掌握了一般单片机设计的程序和方法，让我们对整个单片机程序的设计，C51语言有了一个比较深的理解。还有就是增强了自身的动手能力，把以前书本上讲的或是没有讲的，通过一次课程设计具体的实施，使自己真正得到锻炼，对于以后我们的发展与学习来说，都可以看作一笔不小的财富，前面还有
24、需要我们去尝试。第五章 心得体会课程设计是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给人许多道和思，并且课程设计使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用LED和单片机元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等。我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。课程设计，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只
25、有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。在实验中遇到各种各样的困难，其中硬件的原理看似简单，却让我吃了不小的苦头，甚至在一段时间内停滞不前。主要是点阵的行列控制问题上遇到了很大的麻烦。还有就是硬件连接。最终我查阅了很多资料，得到了很多启发，同时也在学习的过程中解决了问题。由在实验调试过程中的参数调整也非常重要，需要经过不断的修改和完善，比如延时程序的调整
26、，如果参数不当，汉字就不能完整的显示，甚至还会误导你，以为是硬件出现问题。这些都需要在实践中检验。还有就是中断程序的编写，一方面，要将中断初始化完整的完成，程序上没有问题，另一方面，要将硬件电路设计好，与软件配合。这就是硬件与软件的结合一定要到位，是一种共同定义接口，而又用自己的方式分别实现的过程，最后才能实现共同的要求。实验的困难当然不止于此，但每次实验总会多多少少给我一些启发，当遇到阻碍时，我不会再怨天尤人，也不会停滞过长时间而无所作为，我会主动寻找解决的办法，在实践中只有不断查阅资料并付诸行动，自己动手，才能获得自己希望的结果。最后谢谢老师对我的学习的指导和帮助！第五章 心得体会单片机是
27、当前流行的控制技术，使用简单、功能强大、成本也很低，对于我们以后的 工作有很大用处，这次我们用单片机来完成不仅提高了我们对单片机的兴趣，而且使我们 所学知识在实际中得到应用，提高了我们的应用能力。本设计是一个 8x8 的点阵 LED 数 码显示器， 能够在目测条件下显示亮度均匀、充足的文字。总结本文的研究工作，主要 做了下面几点工作： 一、通过查阅大量的相关资料，详细了解了 LED 的发光原理和 LED 显示屏 的原理，了解了 LED 的现状，清楚地了解了 LED 显示屏与其它显示屏相比较有 那些优点，明确了研究目标。并且通过对单片机资料的查阅和应用，更进一步增加了对单 片机知识的理解和运用能
28、力。并证实了自己的思路： “查资料思考总结运用找出差 错，再查资料和向别人询问再次运用”的正确性。二，通过这次课程设计，重新复习并 进一步增强了动手的能力， 学以致用， 只有把学到的东西运用到实际生活中才是根本目的。通过本次试验我已经基本上掌握了单片机的工作原理和使用方法，虽然单片机不是自 己亲手焊接出来的最小系统，但是对于我来说掌握单片机的程序下载和调试方法，以及如 何扩展单片机的使用功能已经是相当不错了。这个主要原因就是前序课程没有学好，导致 对于硬件的东西比较排斥，产生不少的抗体现在来说，单片机的结构已经基本掌握,基本上只要掌握了外部的管脚位置和基本的功 能就可以实现程序的编写.最后，我
29、也想给我们课程提一些建议，希望我们学院能够充分重视我们学生的学习权 利， 实验室中希望能够配备一些好的实验器材， 最起码能够在我们能够接受的耐心范围内， 找到一台合适的机器。 不过这些都不是重要的， 重要的就是， 我们能够有比较规范的指导。 对于课程的实验要求能够有一个比较书面化的要求，最起码对于最后实验的结果和路径有 一个比较详细的介绍。如果过于笼统，那么不仅是对老师的不负责任，也是对我们学生的 不负责任。所以，对于实验的题目希望能够细化到具体的点子上，如果有合适的书籍推荐 就更好了，我们可以通过书籍的学习，系统的学习一门知识。必经知识都是需要系统的去 学习的。这样所做的目的就是可以在实际的
30、实验过程中，让我们同学少走一些弯路，少浪 费一些时间。并且能够充分学到一些比较扎实的知识。 当然了， 这个课程还是给我很大启发的， 不仅知识上的， 还有生活和心理上的。 所以， 还是比较感谢老师这么长时间以来默默的帮助，感谢那个借给我单片机的同学，也感谢自 己学到了一些知识。今后要努力学习，学到更多的知识。第五章 心得体会 设计过程中遇到程序设计问题， 网上找到视频教程学习中断程序的编 写，以及查阅 C 语言课本得以解决。调试过程中发现点阵不亮，到处检查 电路有无短路和断路，无果，一次无意间碰到芯片发现在灯闪了一下，这 才意识到芯片与插座接触不良， 这是由于材料有限， 没有匹配的引脚插座， 用
31、其他代替所致，后来做了点手脚，好多了！ 本次课设收获：通过焊接动手能力增强，积累了究错经验，通过编程 对 C 语言也学到了不少，更重要的是，更进一步理解了单片机的功能与用 法。第五章 心得体会二十一世纪, 一个信息的时代. 至改革开放以来全国经历了几次全国性计算机普及高等学校的计算机教育发展十分迅速, 所以学习单片机技术是一种必然的要求.以前,我们只能在班级听老师讲,实践的机会很少,所以我们只能学到一些理论上的东西.为了适应社会经济和科学技术迅速发展及教育教学改革的需要,学校在这周为我们安排了为期一周半的单片机应用技术的实训. 这次的实训虽然只有短短的一周半时间,可我们学到的却远超过我们平时一
32、周半所学到的知识.这次的实训以制做一个88点阵式汉字LED显示器作为主线,融入各种基础知识和实践经验.再拓展到各种计算机知识.与焊接相比较,连接编程的工作是更大量,更费时间 和精力的,也是更重要的. 在这次的实训过程中单片机的编程给我留下了深刻的印象. 记得刚开始时大家听老师讲好像很简单, 可当老师让我们每个人自己都动手编时, 大家才发现这也是问题, 那也是问题. 不过经过老师的多次讲解,示范我们很难完成.现在我们每个人都能编写程序了. 我深刻体会到了单片机应用技术是一门实践性很强的课程. 既要掌握概念, 又要动手实践. 我对单片机应用技术有了更为详细的了解. 解决了我以前的许多疑惑. 通过这
33、次实训我以我最大的能力和端正的态度完成了这门课的实训. 因此我将会尽我最大的努力将所学到的知识运用到其它更多的地方进行实践和更好的掌握。第五章心得体会本LED显示屏控制系统已能实现LED显示的基本功能,并且体现出了相对于传统的基于8位/16位普通单片机的显示系统的优越性,如上设计所述,但由于本组成员水平和设计时间有限,离一个完全实用的,能够完全符合市场需求的LED显示系统还有一定的差距.因此,在以后的研制过程中,还需要在以下几个方面做大量的工作: (1)扮在系统抗干扰方面,不论是硬件部分还是软件部分,都还必须在工作现场根据实际情况进行大量的实验,调试工作,才能最终实现LED显示系统的可靠工作.
34、在这次课程设计的整个过程中，我们做了一次全面、较规范的设计练习，全面地温习了以前所学过的知识，用理论联系实际并结合单片机原理课程和解决实际问题，巩固、加深和扩展了有关单片机设计方面的知识。尤其重要的是让我们养成了科学的习惯，在设计过程中一定要注意掌握设计进度，按预定计划完成阶段性的目标，在底图设计阶段，注意设计计算与结构设计画图交替进行，采用正确的设计方法。在整个设计过程中注意对设计资料和计算数据的保存和积累，保持记录的完整性。在课程设计的实践中进行了设计基本技能的训练，掌握了查阅和使用标准、规范、手册、图册、及相关技术资料的基本技能以及计算、数据处理等方面的能力。 通过本次实训设计拓展了自己的知识面，了解到自己的知识需要接触社会的方方面面，光有书本知识远远不够的。自己应该在以后的学习中多想、多读、多学，才能设计出更好的东西。在这次的实训中，遇到了很多的困难，通过老师和同学的帮助，才能都得以解决。我以后一定更加努力，尝试更多的设计制作。