单片机课程设计()点阵设计

单片机课程设计（）点阵设计

编号:

课程设计手册

|项目199: 8X8点阵显示数字学院(系):机电工程学院专业:机械设计与制造及自动化学生姓名及学号:

陈业勤0800110307阮春辉0800110325刘子善080011030325+我们的课程设计方法可能不是最好的方案，但它也是我们小组自己的课程设计，通过讨论和整合各种材料，加上我们自己的创造力来完成。设计内容:设计一个电路板，在电路板上编程8X8点阵显示器显示数字。要求:1。在8×8点阵上显示从0到9的数字，显示清晰

2。当按键被按下一次时，显示的数字增加1，循环从0到9

发光二极管点阵电子显示屏是一个集微电子技术、计算机技术和信息处理技术于一体的大型显示屏系统随着单片机技术的不断发展，单片机的日益普及和发光二极管技术的不断创新，高亮度、高清晰度发光二极管点阵显示屏的成本逐渐降低。本发明可以随时改变内容，操作简单，成本低廉，实用性强，给人们的生活带来了很多用途和方便。点阵数高，能显示图形或汉字，清晰度高，还有许多附加功能。近年来，在电信、邮政、商务部门、火车站、机场、港口体育场等需要在室内外宣传服务内容和服务目的的公共场所，以及在政府政策法令的颁布、营销信息和各种类型的宣传等方面，发光二极管显示屏得到了

广泛的应用。

系统由51系列单片机控制，即采用AT89C51单片机作为控制器。在电路设计中，选择P3.2和P3.3引脚通过外部中断读入按键信号。中断方法不会影响程序的流量控制，有利于控制程序的设计。硬件电路设计简单，只有输入输出端口(上拉电阻后)和8？限流电阻可以连接在8个格子之间，限制电流，这也有利于程序设计。第一次测试后，发现点阵不是很亮，所以经过思考，在P0和8？将74HC573连接在8个格之间驱动(将74HC573的11个引脚连接到高电平后，输出随输入变化)；在完成设计任务功能的基础上，增加了扩展功能。

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目录

第1章系统概述 (4)

1.1系统设计理念和计划.................................................................................................4 1.2可行性分析.................................................................................................................. .....4 1.3各功能模块及其组成. (5)

1.3.1中断

键....................................................................................................5 1.3.2 AT89C51....................................................................................................... .....5 1.3.3 74HC573....................................................................................................... ..........5 1.3.4 8* 8点阵. (5)

第2章单元电路设计与仿真 (7)

2.1电路设计 (7)

2.1.1微控制器最小系统电路.......................................................................................7 2.1.2中断键电路........................................................................................................8 2 .

1 . 3 8 * 8点阵控制电路的编程 (8)

2.2 (9)

2.2.1 8* 8点阵数字显示编码..................................................................................9 2.2.2编程........................................................................................................10 2.3模拟.................................................................................................................. ...............12第3章电路安装和调

试 (12)

3.1制版.................................................................................................................

12 3.2调试....中的问题..................................................................................................................

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3.3................................................................................................................ 13第4章结论 (13)

附件:................................................................................................................. . (14)

1。组件列表 (14)

2.示意图.................................................................................................................. ..14 3.印刷电路板图纸......................15篇参考文献....................................................................................................用户:................................................................................................................. . (15)

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第1章系统概述

1.1系统设计思想和方案

系统由51系列单片机控制。在电路设计中，选择P3.2和P3.3引脚，通过外部中断实现关键信号的读取。中断方法不会影响程序的流量控制，有利于控制程序的设计。

AT89C51单片机为控制器，8？8点阵显示器，其中P0为点阵控制端口，P2为点阵行控制端口字，引脚31 (EA)连接电源，端口P3.2和P3.3分别连接开关K2和K3既然单片机是用来直接控制8？8点阵，所以硬件电路设计简单，只在输入/输出端口(上拉电阻后)加8？限流电阻可以连接在8个格子之间，限制电流，这也有利于程序设计。第一次测试后，发现点阵不是很亮，所以经过思考，在P0和8？在8个格之间，74HC573连接到驱动器(在74HC573的11个引脚连接到高电平之后，输出随输入而变化)。如下图所示，

在完成设计任务功能的基础上增加了扩展功能，即增加了按键选择模式、0 ~ 9的动态扫描显示和团队成员的学生人数(中间用心形隔开) 1.2可行性分析

由于51系列单片机有两个外部中断，用两个按键实现顺序加一和减一的功能相对简单它有4个组和32个输入输出端口，可以满足控制8？8格要求至于其他扩展功能，也可以通过编程实现。

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1.3的每个功能模块及其组件1.3.1中断键

通过键(分别连接到INT0和INT1引脚)输入触发源。经过单片机处理后，根据相应的设置改变输入输出端口的电平，从而控制8？对应

显示的8点阵

1.2 AT89C 51

AT89C 51最小系统模块包括一个复位电路和一个晶体振荡器电路该设计的复位电路由一个按键、一个极性电容和两个串联的电阻(连接到RST引脚)组成。晶体振荡器电路由一个11.0592M的公共电容和两个30pf(连接到XTAL1和XTAL2引脚)组成本设计中使用的

输入/输出端口是P0和P2

1.3.3 74HC573

八进制3态非反相透明锁存器。它的放大功能(相当于三极管)在这里用来终止它的高电平锁存器，它的输出随输入而变化。

1.3.4 8 * 8点阵

8？8点矩阵的上排和下排引脚，每行8个，总共16个，由64个发光二极管组成，

，每个发光二极管位于一行线和一列线的交叉处。当相应的行设置为1电平而列设置为0电平时，相应的二极管点亮。如果要点亮第一个点，则1针连接到高电平，1针连接到低电平，然后点亮第一个点。如果要点亮第一行，第一个引脚应连接到高电平，并且(A、B、C、D、E、F、G、H)这些引脚应连接到低电平，则第一行将点亮。如果要点亮第一列，引脚a连接到低电平，引脚(1、2、3、4、5、6、7、8)连接到高电平，则第一列将点亮。下图显示:

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本次设计使用的点阵封装如下:

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第2章单元电路设计与仿真

2.1电路设计

2.1.1微控制器最小系统电路

微控制器最小系统主要由复位组成(1)复位电路

51单片机中最常见的复位电路包括上电复位和手动复位。如下图所示，

RST引脚是复位信号的输入。复位信号在高电平时有效，有效持续时间超过复位前的

24个振荡周期这里选择手动复位电路，以便在单片机崩溃时及时复位。

(2)晶体振荡器电路

单片机的振荡器时钟有两种模式:内部时钟和外部时钟

内部振荡模式:如下图所示，单片机有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入和输出端放大器连接到作为反馈元件的晶体振荡器或陶瓷谐振器，以形成内部自激振荡器并产生振荡时钟脉冲

外部振荡模式:将现有的外部时钟信号引入单片机本设计采用内部

振荡模式。

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2.1.2中断键电路

中断键电路取决于控制程序的设计。在控制程序中，中断触发器

模式被选择为负跳转。因此，中断键的设计如下。当按键未被按下时，相应的引脚处于高电平。当按键被按下时，引脚电平为负跳变，触发中断，从而控制程序被转移到中断服务程序

2.1.38 * 8点阵控制电路

8？8点矩阵中有64个发光二极管。为了提高驱动时的亮度，在增加一个拉电阻的前提下(三极管放大时)，在P0端口增加一个74HC573芯片从数据可知，发光二极管的压缩一般为1.5-2V，工作电流一般为10-20mA，输入为15mA，输出为2V，因此上拉电阻值为R=200？其中R=270？总电路如下:

8

2.2编程

2.2.18 * 8点阵数字显示码

从1.3.4 8？8点矩阵显示原理知道当一行被设置为低电平而一列被设置为高电平时，相应的发光二极管将点亮

下图中显示的“0”字符代码在选择第一行时将相应的行引脚设置为低电平。由于没有二极管被点亮，相应的列都是低电平。当选择第二行时，相应的行引脚被设为低电平。由于3、4和5个二极管导通，

相应的列引脚被设为高电平。所选行的代码为

{0xfe、0xfd、0xfb、0xf7、0xef、0xdf、0xff、0x7f}。

“0 “的编码是:{0x00，0x18，0x24，0x24，0x24，0x24，0x24，0x24，0x18}。“1”的代码是:{0x00，0x08，0x18，0x08，0x08，0x08，0x08，0x08，0x08，0x08}。“2”的代码是:{0x00，0x18，0x24，0x24，0x08，0x10，0x20，0x3c}。“3”的代码是:{0x00，0x18，0x24，0x04，0x08，0x04，0x24，0x18}。“4”的代码是:{0x00，0x08，0x08，0x18，0x28，0x3c，0x08，0x08}。“5”的代码是:{0x00，0x3c，0x20，0x38，0x04，0x04，0x24，0x18}。“6”的代码是:{0x00，0x18，0x24，0x20，0x38，0x24，0x24，0x18}。“7”的代码是:{0x00，0x3c，0x24，0x04，0x08，0x10，0x10，0x10}。“8”的代码是:{0x00，0x18，0x24，0x24，0x18，0x24，0x24，0x18}。“9”的代码是:{0x00，0x18，0x24，0x24，0x1c，0x4，0x24，0x18}。“10”的代码是:{0x4C，0xD2，0x52，0x52，0x52，0x52，0x52，0x52，0x52，0xEC}。

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2.2.2编程

(1)启动检测程序

启动检测程序允许8？8点阵全部亮起，以检测屏幕上是否有任何坏点。主要表述如下:

P0 = 0x ff；//列高

P 2 = 0x 00；//行设置为低电平，全亮

P0 = 0x 00；//关闭所有发光二极管(2)数字显示程序

8？8点阵以列动态扫描显示的形式显示从0到9的任何数字。步骤如下:void display(int n)//n为要显示的数字{

int a；

for(a = 8；a > 0；a-){

P 2 =表[a]；//编码行表

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p0 =图[n][a]；//编码列二维数表

}

}

(3)外部中断程序①外部中断1

该程序段用于控制一个函数的顺序加法。程序如下:void INT_0()中断0 { EX0 = 0延迟(50)；EX0 = 1；

if(lie = = 12)lie = 0；否则{ lie++;

P0 =图[·利][·亨]；延迟(500)；

}

②外部中断2

这部分程序用于控制递减功能。程序如下:void INT_1()中断2 { EX1 = 0；延迟(50)；EX1 = 1；

if(lie = = 0)lie = 12；否则{ lie-；

P0 =图[·利][·亨]；延迟(500)；

}

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③定时中断

动态扫描需要1毫秒，并为定时器0分配相应的值。程序如下:无效0 (V oid)中断1 { }

TH0 =(65536-1000)/256；TL0 =(65536-1000)% 6；P2 =[吊牌]；

P0 =图[·李][·亨]；挂起++;if(hang = = 8)hang = 0；基于Proteus和Keil C的

2.3仿真

对设计的程序和硬件进行了联合调试仿真，初步验证了原理图和程序的正确性，这意味着可以进行下一步操作——用Protel 99进行印刷电路板布线和制版

3。电路安装与调试

3.1制版

①去印刷车间用专用油纸印刷印刷好的印刷电路板②用熨斗将油纸上的电路线路印刷到铜板上③将印刷好的铜板浸泡在适当浓度的氯化铁溶液中④在预留孔处钻

⑤用于放置元件。用焊锡⑥将元器件焊接在电路板上，用万用表测量各连接点，检查电路⑦的通断情况，下载程序调试，直到符合要求12

3.2调试

①下载启动检测程序，检查屏幕是否有不良点

②，如果没有不良点，然后下载显示单个数字的程序(如下载显示

“0”的程序)，检查编码是否错误

③如果编码正确，按顺序下载从0增加到9的程序，调整延时程序直到满足要求④下载扩展其他功能的程序，调整，直到预定功能

|出现问题1993.3

(1)点阵显示亮度不够

经过小组讨论和分析，应该是流过二极管的电流不够大，所以在制作第二块板时，增加了一个74HC573芯片来放大电流，第二次测试发现亮度确实增加了。(2)我们没有注意点阵包装，导致随机码

。我们买的点阵模型是D03883NO。我们最初没有测量针，认为正负两面是分开的。然而，我们不知道这是对还是错。后来，我们在网上找到了D 03883号的包文件，重新编排了版面，很成功。(3)有时按键一次，连续跳几个数字

。测试后发现，去抖的延迟时间不够长。延长去抖时间后，这种现象就消除了

第四章结论

本系统能完成设计任务，即能按要求显示0-9个数字，并能通过按键控制数字的增减，显示相对稳定清晰。值得一提的是，除了设计任务外，该系统还可以实现自动显示指定数字的功能。对于本系统，经过小组讨论，主要有以下改进建议:使用彩色点阵，显示效果会更好；增加屏幕滚动显示效果，增强动感，使视觉界面更加清新；增加键盘扫描输入功能，方便及时输入各种信息和数据。

学习单片机课程，必须掌握单片机指令系统中各种基本的C语言编

程语法和C程序设计的基本知识和方法，以及与其它设备连接的单片机输入输出中断等接口技术。在课程设计中，主要使用了Protel 99、Protenus、Keil C等软件来设计硬件电路和控制程序。同时，在制作硬件电路的印刷电路板时，我们对热转印的过程和应该注意的问题有了更深的了解。例如，当腐蚀电路板时，我们应该注意腐蚀安全和环境保护。在印刷电路板布线过程中，由

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组成的印刷电路板图纸应根据实际元件的包装进行绘制。本次单片机课程设计使我们能够从硬件和软件的结合上把理论与实践结合起来，提高我们的实践能力，从而更全面地掌握单片机的应用。

附件:

1。元件列表表

序列号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14名称铜板单片机插槽(快速更换)引脚阵列晶振键点阵74HC573电阻三极管电阻极性电容11.0592M型号参数2 11 2行1 6 1 10 20 8 10 2 4备注浪费1件3浪费5浪费10全部浪费5浪费1浪费2 10？12 AT80C51 8？8 1K 270 9012 10K 10Uf 30Pf 2。原理图

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3。印刷电路板图

参考:

1。2.3.4.5.6.

51单片机原理及应用:基于Keil C和Proteus，北京航空航天大学出版社，2010周51单片机课程设计，华中科技大学出版社，2011

朱庆辉Proteus课程:电子电路设计、生产与仿真，清华大学出版社，2008，新概念51单片机C语言课程，电子工业出版社，2009

51单片机C语言创新教程，北京航空航天大学出版社，2011雷芙蓉，51单片机通用模块设计查询手册，清华大学出版社，2010

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