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用单片机控制数码管显示数字
的设计与研究
学生姓名： 专 业： 年 级： 学 号： 指导教师：
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目录
摘 要 ............................................................................................................................. 2 设计背景与方案 ........................................................................................................... 3 第一章 单片机介绍 ..................................................................................................... 5 1.1 单片机基础知识学习 ....................................................................................... 5 1.2 AT89S51单片机的主要性能参数 ................................................................... 7 1.3 AT89S51芯片内部结构简介 ........................................................................... 7 1.4 主要引脚功能 ................................................................................................... 8 第二章 数码管的介绍 ............................................................................................... 12 2.1 数码管分类、结构及工作原理 ..................................................................... 12 2.2 数码管的引脚 ................................................................................................. 13 2.3 驱动方式 ......................................................................................................... 14 第三章 KEIL软件简介 ............................................................................................ 16 3.1 系统概述 ......................................................................................................... 16 3.2 整体结构简介 ................................................................................................. 16 3.3 建立项目步骤 ................................................................................................. 17 第四章 程序设计及仿真 ........................................................................................... 22 4.1 设计要求 ......................................................................................................... 22 4.2 利用PROYEUS仿真软件画出电路图 ............................................................ 22 4.3 流程图绘制以及说明 .................................................................................... 23 4.4 用KIEL设计程序及仿真结果 ........................................................................ 23 4.5 心得体会 ......................................................................................................... 29 附录A .......................................................................................................................... 30 附录B .......................................................................................................................... 31 致谢 ............................................................................................................................. 34 参考文献 ..................................................................................................................... 35
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摘 要
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,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8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器 既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
关键词： 单片机 AT89s51 数码管 proteus keil3
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设计背景与方案
一、设计背景 1.单片机发展前景
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 2.共阳极数码管的显示方法
LED数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一，一般用来显示处理结果或输入输出信号的状态。数码管显示是一个系统工程中必不可少的人机交互环节，因此关于数码管的驱动也就是系统工程中的一个重要的环节。数码管的驱动分为动态驱动和静态驱动两种。所谓静态驱动，就是指无论多少位LED数码管，同时处于显示状态。动态显示驱动是指无论在任何时刻只有一个LED数码管处于显示状态，及单片机采用“扫描”方式控制各个数码管轮流显示。 3.共阳极数码管的驱动设计
将数码管每个LED灯对应单片机的一个I/O口。通过单片机的P口来控制LED灯的亮和灭。I/O口之间互相独立，需要用I/O口直接控制LED。动态显示将数码管的每个引脚一对一连接在一起接单片机的数据，而将各个数码管的公共端单独送至单片机的I/O口进行片选。此外，在此基础上，用单片机与三极管来驱动数码管，从而实现数码管的动态显示。 二、设计方案 1.静态显示
静态显示，就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的开销小。能供给单独锁存的I/O接口电路很多，各数码管的公共极固定接有效电平，各数码管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。
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LED显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作是占用CPU时间短。但若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的I/O口线较多。一般仅适用于显示位数较少的应用场合。 2.动态显示
P2.0端口控制数码管的个位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通，+5V通过驱动三极管给数码管相应的位供电，这是只要P3口送出数字的显示代码，数码管就能正常的显示数字。 3.动态显示与静态显示对比
本设计要求循环显示，要求显示不同数字，所以要求用动态扫描的方式实现，即采用动态的显示方式，就是显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到不同数字的稳定显示。数码管的字形控制端对应的并在一起，由一组I/O端口进行控制，公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。
为了达到我们的设计要求，实现用单片机控制数码管显示数字的设计，下面我们将从基础知识开始研究。
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