1、目錄1 設計目的11.1設計目的11.2設計內容和要求11.3 設計思路12 設計原理分析22.1定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系統設計22.2定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系統的功能要求2計時顯示2中斷設置22.3 8×8LED點陣屏顯示數字系統的基本構成及原理23 系統硬件電路的設計43.1系統硬件總電路構成及原理43.2 主控制部分AT89C51單片機簡介43.2.1 AT89C51的內部結構功能53.2.2 51單片機的串行接口工作方式63.3其它器件73.4定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系統原理圖73.5設計的連線圖：9單片機

2、實物圖：93.6 硬件資源及其分配93.7運行步驟93.8檢測與調試10硬件調試：10軟件調試：114 系統軟件程序的簡單設計124.1程序框圖124.2程序流程圖及程序13程序流程圖：13程序清單：13仿真結果圖：15結 論16參考文獻171 設計目的1.1設計目的1、通過單片機課程設計，熟練掌握C語言的編程方法，將理論聯系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。2、通過8×8LED點陣屏顯示數字系統的設計，掌握數碼管的使用方法，和簡單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力。1.2設計內容和要求 內容：設計一個8×8LED點陣屏顯示數字。 要求：利用單片機的中斷系統，令8

3、×8LED點陣屏循環顯示數字09。1.3 設計思路1.先熟悉實驗原理，了解8×8LED點陣屏顯示數字的工作過程，以及所需要的組件。2.通過單片機的各個引腳的輸出控制8×8LED點陣屏顯示數字。 3.繪制電路原理圖，編寫程序，并進行仿真，基本實現8×8LED點陣屏顯示數字。2 設計原理分析2.1定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系統設計通過編寫程序，實現用中斷系統對8×8LED點陣屏的控制，使其每延時一段時間，LED點陣的顯示數字就會進行狀態轉換。采用單片機內部的I/O口上的P0和P3口可來控制LED點陣。2.2定時器控制8×

4、;8LED點陣屏顯示數字系統的功能要求本設計能模擬基本的LED點陣顯示系統，是用中斷的方式定時控制LED點陣顯示的內容變換。 2.2.1計時顯示定時/計數器工作方式寄存器，定時器采用T0定時器工作于模式0 位數：13位計數范圍：0-8192。 中斷設置 每累計250次定時器中斷才執行一次換數。2.3 8×8LED點陣屏顯示數字系統的基本構成及原理8×8LED點陣屏顯示數字系統，可用單片機直接控制信號燈的狀態變化可以廣泛的應用到商業和工業的流程控制測電路當中。原理框圖：時鐘輸入復位信號AT89C51列碼掃描行碼數據雙向總線收發器8×8LED點陣 圖2.1 系統的總體

5、框圖據此，本設計系統以單片機為控制核心，連接成最小系統。系統的總體框圖如上所示。 3 系統硬件電路的設計3.1系統硬件總電路構成及原理實現本設計要求的具體功能，可以選用AT89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統，8×8點陣指示模塊等。主要器件的選擇： 表3-1 元器件表器件個數74LS2451AT89C511CAP2CAP-ELEC1CRYSTAL1MATRIX-8X8-GREEN1RES1RESPACK-813.2 主控制部分AT89C51單片機簡介 89C51是一種帶4K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable

6、 Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51單片機為40引腳雙列直插芯片，有4個I/O口，P0 ，P1， P2， P3，

7、單片機的最小系統如圖所示，18引腳和19引腳接時鐘脈沖電路，XTAL1接外部晶振和微調電容的一端，在片內它是震蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振和微調電容的另一端，在片內她是振蕩器倒相放大器的輸出端，第引腳為復位輸入端，接上電容，電阻及開關后構成上電復位電路，20引腳為接地端，40引腳為電源端。如圖所示： 圖3.1 晶振與單片機的連接3.2.1 AT89C51的內部結構功能 ·中央處理器： 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數據寬度的處理器，能處理8位二進制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。

8、83;數據存儲器(內部RAM)： 數據存儲器用于存放變化的數據。AT89S51中數據存儲器的地址空間為256個RAM單元，但其中能作為數據存儲器供用戶使用的僅有前面128個，后128個被專用寄存器占用。 ·程序存儲器(內部ROM)： 程序存儲器用于存放程序和固定不變的常數等。通常采用只讀存儲器，且其又多種類型，在89系列單片機中全部采用閃存。AT89C51內部配置了4KB閃存。 ·定時/計數器(T0)： 定時/計數器用于實現定時和計數功能。AT89C51共有2個16位定時/計數器。 ·并行輸入輸出(I/O)口： 8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P

9、3)，用于對外部數據的傳輸。 每個口都由1個鎖存器和一個驅動器組成。它們主要用于實現與外部設備中數據的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。 ·全雙工串行口： A89C51內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發器，也可以當同步移位器使用。 ·時鐘電路： 時鐘電路的作用是產生單片機工作所需要的時鐘脈沖序列。 ·中斷系統： 中斷系統的作用主要是對外部或內部的終端請求進行管AT89C51共有5個中斷源，其中有2個外部中斷源和3個內部中斷源。 3.2.2 51單片機的串行接口工作方式51單片機的串行接口有四種工作方式。

10、方式0是將SBUF作為8位同步移位寄存器使用（固定波特率）；方式1是10位異步通信方式（可變波特率）；方式2是11位異步通信方式（固定波特率）；方式3是11位異步通信方式（可變波特率）。圖 3.2串行接口與單片機的連接 3.3其它器件發光二極管根據本設計的特點，LED點陣的顯示不可少，LED的點陣顯示采用普通的發光二極管。在硬件上連接圖上也是對稱分布的，如下圖3.3所示。圖3.3 LED點陣的連接在本設計中，點陣屏共有64個LED燈，每次中斷控制每一列使其為低電平，對應的行為不同的高電平，其中均是低電平有效，所以在運行前LED燈的狀態是滅。3.4定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系

11、統原理圖 本系統以單片機為核心，系統硬件電路由單片機，電阻，LED點陣顯示等組成。其具體的硬件電路總圖如圖3.6所示。圖3.4系統原理3.5設計的連線圖：3.5.1單片機實物圖：圖3.5實物圖 3.6 硬件資源及其分配 主要用到的硬件：P0口、P3口、8×8LED點陣屏、定時器T0。l 硬件分配：（1）P1口：做為輸出口，與8×8LED點陣屏相連接。（2）定時/計數器T0用來產生1秒的定時。3.7運行步驟1、接硬件圖接線，為了確保LED燈能夠對應顯示，實驗時，對P0口的接線做了調整。即，P0.0接L1,P0.1接L2,P0.2接L3,P0.3接L4。2、開始連續運行，觀察4

12、個LED燈是與程序設計思路對應，如果有偏差，則單步運行或斷點運行，進行調試，直至滿足設計要求。3、整體運行，觀察LED顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調試。直至滿足要求。3.8檢測與調試 3.8.1硬件調試：硬件調試是利用開發系統、基本測試儀器（萬用表、示波器等）， 檢查用戶系統硬件中存在的故障。 硬件調試可分為靜態調試與動態調試兩步進行。u 靜態調試 靜態調試是在用戶系統未工作時的一種硬件檢測。 第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點， 再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現象。 第三步：加電檢測。給板加電，檢測所

13、有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：是聯機檢查。因為只有用單片機開發系統才能完成對用戶系統的調試。 u 動態調試 動態調試是在用戶系統工作的情況下發現和排除用戶系統硬件中存在的器件內部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態調試的一般方法是由近及遠、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統硬件電路分為若干塊，當調試電路時，與該元件無關的 器件全部從用戶系統中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。當各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯系進行調試。由分到合的調試既告完成。 由近及遠是將信號流經的各器件按照距離單片機

14、的邏輯距離進行由近及遠的分層，然后分層調試。調試時，仍采用去掉無關元件的方法，逐層調試下去，就會定位故障元件了。3.8.2軟件調試： 軟件調試是通過對擁護程序的匯編、連接、執行來發現程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤。 4 系統軟件程序的簡單設計4.1程序框圖 、 開始 初始化，全滅顯示數字1 500ms 顯示數字2 延時500ms顯示數字9延時500ms依次循環直到數字9圖4.1程序框圖4.2程序流程圖及程序4.2.1程序流程圖： 開始定時器1初始化有無中斷調用顯示子函數無主循環體有定時中斷函數圖4.2程序流程圖4.2.2程序清單：#i

15、nclude <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code Table_OF_Digits= 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00,0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00,0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00,0x00,0x0c,0x

16、14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00,0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00,0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00,0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00,0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00,;uchar i=0,t=0,Num_Index = 0;void main() P3 = 0x80;Num_Index = 0;TMOD =

17、0x00;TH0 = (8192-2000)/32;TL0 = (8192-2000)%32;TR0 = 1;IE = 0x82;while(1);void LED_Screen_Display() interrupt 1 TH0 = (8192-2000)/32;TL0 = (8192-2000)%32;P3 = _crol_(P3,1);P0 = Table_OF_DigitsNum_Index * 8 +i;if(+i = 8) i = 0;if(+t = 250) t = 0x00;if(+Num_Index = 10) Num_Index = 0; 4.2.3仿真結果圖： 圖4.2實

18、驗仿真結果圖結 論8×8LED點陣屏顯示數字系統對于單片機初學者有著非常重要的作用。本文完成了基于單片機的定時器控制8×8LED點陣屏顯示數字系統的設計與模擬。包括顯示方案的設計，系統的硬件開發、軟件編程與仿真調試等。在論文完成過程中，主要做的工作有： （1）確定8×8LED點陣屏顯示數字系統具體的通行方案以及要求其他多功能的實現。（2）以ATMEL公司的AT89C51單片機為核心進行系統硬件設計，輸入量包括：輸出LED點陣亮滅狀態及時間顯示。 通過單片機課程設計，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應用到實際當中去，而且我還學會了如何去培養我們的創新精神，從而不斷地戰勝自己，超越自己。創新，是要我們學會將理論很好地聯系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰勝別人，超越前人。同時，更重要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程