单片机原理及应用课程设计(IO并行口直接驱动LED显示)河北建院.docVIP

第一节 总体设计 设计任务及要求 1、利用单片机的P0端口的P0.0－P0.7连接到一个共阴数码管的a－h的笔段上，数码管的公共端接地。 2、在数码管上循环显示0－9数字，时间间隔0.5秒。 二、总体设计思路 1、硬件设计思路及系统框图 2、软件设计思路及程序流程框图 三、总体设计方案说明 设计的“I/O并行口直接驱动LED显示”采用AT89C51单片机作为主控制芯片，用LED作为端口输出器件。由AT89C51单片机、时钟电路构成一个基本的单片机系统。再在外部I/O口引脚上连接8位LED数码管用于显示数据，LED数码管采用动态显示方式工作。系统框图如下所示： 系统总的电路原理图为： 第二节 硬件设计 一、硬件介绍 1、AT89C51 AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的8位机产品。89C51单片机由CPC、内部数据存储器、内部程序存储器、定时/计数器、并行输入/输出（I/O）口、串行口、中断控制系统 、时钟电路等部分组成。89C51单片机芯片有40只引脚，其大致可以分为四类即电源、时钟、控制引脚、I/O口引脚。其功能如下： (1)、电源 电源引脚用来接入单片机的工作电源。 ：正常运行时的电源，接+5V。 ：电源地线，接地端 (2)、时钟 两个时钟引脚XTA1、XTA2外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，为单片机提供时钟控制信号，两个时钟引脚也可以外接独立的晶体振荡器。 XTAL1:此引脚内部是1个片内振荡器的反相放大器的输出端。如使用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2：此引脚内部接至内部反相放大器的输出和内部时钟发生器的输入。当使用外部晶体振荡器时，接收外部时钟晶体振荡器的信号。 (3)、控制引脚 /：ALE为地址所存允许信号，工作时输出一正脉冲。为此引脚的第二功能，在对片内EPROM型单片机编程写入时，此引脚为编程脉冲输入端。 ：外部程序存储器的读选通信号，低电平有效。当CPU执行从外部程序存储器读取指令时，此引脚输出一低电平信号。 ：复位信号的输入端，高电平有效。在该引脚加上持续时间大于两个机器周期的高电平信号，就可以实现8051的复位操作。VPD为此引脚的第二功能，即备用电源的输入端。 ：为内外程序存储器选择控制端。 (4)、I/O口引脚 89C51单片机共有四个8位并行I/O，共32个引脚。 P0口(P0.0-P0.7)：8位双向I/O口。当访问外部存储器时，为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口。 P1口(P1.0-P1.7)：8位准双向I/O口。为通用单一功能的I/O端口。 P2口(P2.0-P2.7)：8位准双向I/O口。系统扩展时，作为高8位地址线使用；不作系统扩展时，可作为一般I/O口使用。 P3口(P3.0-P3.7)：8位准双向I/O口。双功能复用口，可做一般I/O使用，同时该口的每一位都具有第二功能，用于特殊信号输入/输出和控制信号(属控制总线)。 图2.1 AT89C51单片机模块图 2、LED显示器 LED显示器有静态和动态两种工作方式。LED显示器工作在静态显示方式下，,B共阴极或共阳极连接在一起，然后接地或+5V，每位的段选线（A,B,…,G,H） 图2.2 LED显示器 3、时钟电路 CPU的工作是依赖于时钟节拍的，如果没有时钟信号，CPU将停止工作。8284就是一个为CPU提供时钟信号的时钟发生器。8284有两种产生时钟信号的方法，选择外部输入信号或接晶体振荡器。在PC机中8284的F/C脚接地，由X1和X2两个脚外接晶体振荡器来形成的时钟脉冲。晶体振荡器的工作频率是MHz。 图2.3 时钟电路电路图 4、复位电路 图2.4 复位电路电路图 5、输出电路 图2.5 输出电路电路图 二、系统原理图 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个数码管的a－h端口上；要求：P0.0/AD0与a相连，P0.1/AD1与b相连，P0.2/AD2与c相连，……，P0.7/AD7与h相连。七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。所以分为I/O并行口直接驱动共阴LED显示和共阳LED显示。 图2.6 I/O并行口直接驱动共阴LED显示 图2.7 I/O并行口直接驱动共阳LED显示 三、元器件清单 元件名称 元件用途 AT89C51 控制核心 电容 时钟电路 晶振 时钟电路 LED显示器 数据输出 电阻 复位电路 电解电容 复位电路 RESPACK 输出电路 74LS04 输出电路 表2.