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单片机课程设计 实验报告 课程设计名称：MAX7221动态显示 课程设计姓名：12信Y1班 杨晓丹 设计目标：1、利用 Proteus 软件设计一个以MAX7221驱动的 8位7段数码管动态显示电路。2、利用microfost Visio绘制硬件总设计框图和程序流程图。Keil uVision对单片机软件编译，与Proteus联调后使系统控制能够完成显示：保持。AT89C52单片机作为主控元件，MAX7221作为显示驱动器，使用8位7段数码管显示器。结合少量外围芯片的的设计思路，以达到设计目的，硬件总设计框图如图1所示。 图 1 总设计框图 二、硬件电路设计 本设计中，单片机采用Atmel公司的AT89C52；MAX7221串行输入/输出共阴极显示驱动器；LED数码显示器采用8位7段共阴极数码管显示器。（硬件总原理图见附件1） P3.0口用来串行数据的接收；P3.1口用来串行数据的发送；P3.2口为外部中断0，此处电平触发（IT0=1）每次执行完中断里面的程序（只要不关闭中断）就又跳进中断里去了，不断的循环执行。/VPP端和RESET复位端连接一个10μF的有极性电容，在EA端再接+5V，在RESET端接一个8.2k的电阻并接地构成复位电路。AT89C52与时钟电路和复位电路构成单片机最小系统。 MAX7221采用串行接口方式，可以很方便地和单片机相连，仅占用单片机的P3.0口，P3.1口和P3.2口。DIN脚为串行数据输入端，数据存入内部16位移位寄存器，它与P3.0口相连。CS?脚是片选输入端，当?CS=0?时，串行数据存入移位寄存器，当?CS?为上升沿时锁存最后?16?位数据，与P3.1口相连。CLK?脚是串行时钟输入端，最高频率?10MHz，在时钟上升沿数据移位存入内部移位寄存器，当时钟下降沿时，数据由?DOUT输出，CLK?输入仅当CS为0?时有效，与P3.2口相连。DIG0~DIG7脚为8位共阴极数码管的控制输入端，显示关闭时输出高电平与LED显示器1~8引脚相连。SEG A~SEG G，SEG DP脚为数码管七段驱动和小数点驱动端，关闭显示时各段驱动输出为高电平，与LED显示器A~G段选信号端相连，ISET端与一个9k的电阻相连再连一个+5V。 LED数码显示器采用7SEG-MPX8-CC-BLUE 8位7段共阴极数码管显示器。 2.1时钟电路（见图2） AT89C52?中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1?和XTAL2?分别是该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。AT89C52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。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，外接12MHz石英晶体及电容C1、C2?接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2?虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，本设计中电容使用22pF。 图2 AT89C52时钟电路 选用12MHz晶振，因此： 震荡频率：fosc=12×106Hz； 时钟周期：P=1/12μs； 机器周期：Tcy=1μs； 程序循环的频率跟晶振有关，晶振的频率直接关系到单片机执行指令的速度。频率越高速度也就越快。CPU及系统各部件处于确定的初始状态。单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机的启动，确定单片机的起始工作状态。复位电路是为了确保单片机系统中电路稳定可靠工作必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般单片机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即4.75~525V。由于单片机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V（此处以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会被撤除，机电路开始正常工作。电容和电阻串联，电容的正端接VCC，负端跟电阻相连，电阻另一端接地，电容和电阻相接处接单片机的复位引脚。电容大小可以选几微法到20多微法，电阻可以选几到几十，本设计中电容为μF，电阻为8.2k。 图3 AT89C52复位电路 2.3 AT89C52最小单片机系统 AT89C52是片内有程序存储器的单片机，要构成最小应用系统时只要将单片机接上外部的晶体或时钟电路和复位电路即可。这样构成的最小系统简单可靠，其特点是没有外部扩展，有可供用户使用的大量的I/O线。 2.4 MAX7221数码管显示驱动器 1、MAX7221芯片简介 MAX7221是Maxim（美信）公司专为LED显示驱动而设计生产的