第一篇：單片機課程設計設計項目
09級通信專業《課程設計》方案 單片機應用系統設計項目介紹
學生：09級通信1、2、3班指導教師：周秋茜
一、16×16點陣LED電子顯示屏的設計
1.功能要求
設計一個室內用16×16點陣LED圖文顯示塊，要求在目測條件下LED顯示屏個點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應穩定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移出、移入等顯示方式
2.設計要求
根據功能要求，應采用動態顯示的設計方法，同時為簡化設計，減少硬件數量，顯示數據的傳輸采用串行傳輸方式。
（1）熟悉AT89S51單片機系統的使用方法。
（2）掌握動態顯示原理及實現方法。
（3）初步掌握AT89S51單片機編程方法。
（4）掌握串行數據傳輸方式的應用。
（5）實現利用AT89S51單片機控制的LED圖文屏正常工作；
二、數字電壓表系統設計
1.功能要求
簡易數字電壓表可以測量0～5V范圍內的8路輸入電壓值，并在4位LED數碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。其測量最小分辨率為0.02V
2.設計要求
按照系統功能實現要求，控制系統采用51單片機，A/D轉換采用ADC0808。
（1）熟悉AT89S51單片機系統的使用方法。
（2）掌握數據顯示原理及實現方法。
（3）初步掌握AT89S51單片機編程方法。
（4）掌握ADC的使用。
（5）實現利用AT89S51單片機測量電壓并顯示出來；
三、交通燈控制系統的設計
1.功能要求
設計一個交通燈控制系統，該控制系統工作后，交通燈按照下列規律變化：初始態四面均為紅燈，持續時間為2S；然后轉為狀態1(10S),為東西紅、南北綠；狀態2(3S)，為東西紅燈不變、南北綠燈滅、黃燈閃爍三次；狀態3(15S),為東西綠、南北紅；狀態4(3S)，為東西綠燈滅、黃燈閃爍三次、南北紅燈不變；最
后回到狀態1，依次循環。如遇特殊情況，可撥動應急開關，使各向均為紅燈，特殊車輛不受紅燈限制，待其順利通過后將開關撥回原位。系統恢復原狀態運行
2.設計要求
可選用12只單色LED發光管作為交通燈，也可選用4只雙色LED發光管。控制系統采用51單片機，可選用片內帶ROM型單片機，以簡化電路，降低成本
（1）熟悉AT89S51單片機系統的使用方法。
（2）掌握控制系統及實現方法。
（3）初步掌握AT89S51單片機編程方法。
（5）實現AT89S51單片機對交通燈控制系統的有序管理
四、數字時鐘設計
1.功能要求
時鐘計時器要求用單片機用6位LED數碼管顯示時、分、秒，以24小時計時方式運行，使用按鍵開關可實現時、分調整，秒表/時鐘功能轉換，省電（關閉顯示）等功能
2.設計要求
按照系統功能實現要求，控制系統采用51單片機，顯示系統采用LED顯示器
（1）熟悉AT89S51單片機系統的使用方法。
（2）掌握數據顯示原理及實現方法。
（3）初步掌握AT89S51單片機編程方法。
（4）掌握定時器的使用的使用。
（5）實現AT89S51單片機產生頻率可調的多種波形的輸出；
五、簡易低頻信號源的設計
1.功能要求
簡易低頻信號發生器要求能輸出0.1～50HZ的正弦波、三角波和方波信號，其中正弦波和三角波信號可以用按鍵選擇輸出，輸出信號的頻率可以從0.1～50HZ范圍內調整。
2.設計要求
按照系統功能需要，要求選用AT89C51單片機作為控制器，用DAC0832作為D/A轉換器。功能鍵使用單片機的三個端口
（1）熟悉AT89S51單片機系統的使用方法。
（2）掌握DAC0832轉換原理及實現方法。
（3）初步掌握AT89S51單片機編程方法。
（4）掌握定時器的使用。
（5）實現利用AT89S51單片機精確計時并顯示出來；
六六十秒倒計時顯示器
第二篇：單片機課程設計電子鐘設計
單片機課程設計電子鐘設計
目錄
一、摘要
二、設計任務
三、基本原理
數碼管顯示可以用靜態顯示或動態顯示方法。靜態顯示需要數據鎖存器等硬件，接口復雜，時鐘顯示用四個數碼管。動態顯示相對簡單，但需動態掃描，掃描頻率要大于人視覺暫留頻率，信息看起來才穩定。譯碼方式可分為軟件譯碼和硬件譯碼，軟件譯碼通過譯碼程序查的顯示信息的字段碼；硬件譯碼通過硬件譯碼器得到顯示信息的字段碼，實際中通常采用軟件譯碼。
在具體處理時，定時器計數器采用中斷方式工作，對時鐘的形成在中斷服務程序中實現。在主程序中只需對定時器計數器初始化、調用顯示子程序和控制子程序。另外，為了使用便，設計了簡單的按鍵，可以通過按鍵實現時、分的調整，這樣在主程序中就加入了按鍵設置子程序。
四、編程算法思路
五、程序流程圖
六、硬件單元設計
七、軟件單元設計
八、調試結果分析
九、設計總結及心得體會
十、參考文獻
一設計任務
1、基本任務：利用定時器/計數器中斷和靜態顯示或動態顯示，實現電子時鐘的時分秒精確走時和校準
。時間顯示用四個數碼管分別顯示時、分、秒用點表示，在時和分的中間閃動，時間顯示格式（18：49）
時間校準用2個鍵實現：一個鍵K1作移位選擇（選中要修改的位，選中的位用閃爍指示），一個鍵K2做加1（對選中的位進行加1修改）。
2、功能增強型任務：在基本任務的基礎上加上日歷功能、準時報時功能和跑表功能
（1）日歷功能：能實現時、分、秒和年、月、日計時，增加1個按鍵控制分3屏例如顯開始的第1屏默認顯示“時、分、秒”四位+秒點，按下K3鍵顯示“月和日”四位，再按下課K3鍵顯示“年份”四位，再按下K3鍵顯示“時、分、秒”，依次類推。程序要能處理閏年、閏月功能。
（2）準點報時功能：可以在增加一個按鍵K4設計具有鬧鐘功能，實現定點報時。具體操作是：按下
K4鍵，進入鬧鐘設置功能，再通過K1、K2鍵來完成定點報警時間的設置。
（3）跑表功能：再增加一個按鍵K5設計跑表功能，實現啟動毫秒計數，相當與田徑運動比賽的跑
表工作。
三基本原理
軟件時鐘時利用單片機內部的定時器/計數器來實現的，它的過程如下：首先定單片機內部的一個定時器/計數器工作于定時方式，對機器周期形成基準時間，然后用另一個定時器/計數器或軟件計數的方法對基準時間計數形成秒，秒計60次形成分，分計60次形成小時，小時計24次則計滿一天。然后通過數碼管把它們的內容在相應位置顯示出來即可。
四編程算法思路
1、主程序的設計：串行口工作方式0，定時器/計數器1工作在方式1進行初始化，然后通過循環（調用顯示子程序）等待定時中斷的到來。
2、按鍵的控制：KEY1控制時的調節，kEY2控制分的調節，KEY3控制時、分定型
3、中斷服務程序的設計：中斷服務程序主要功能是實現時、分、秒的計時處理。
4、時、分、秒計時的實現：秒計時時采用中斷方式進行溢出次數的累計得到的。從秒到分，從分到時可通過軟件的累加和比較到位方法來實現。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內容加1；“秒”單元每滿60，則“秒”單元清0，同時“分”單元中的內容加1；“分”單元每滿60，則“分”單元清0，同時“時”單元加1。“時”單元每滿24，則將“時”單元清0。
5、顯示子程序：采用數碼管靜態顯示來顯示時鐘的走動
6，延時子程序：用來實現按鍵操控延時和實現整點12時報時
五程序流程圖
六硬件單元設計
1、電路總設計圖
2、AT89C51芯片
七軟件單元設計
1、資源分配：定時器T1，P1.6為調整時鐘，P1.5為調整分鐘，P1.4為控制調整
30H秒顯示單元，31H分顯示單元，32H時顯示單元，08H放分調整標
志，09H放時調整標志，0AH放閃爍標志
2、程序清單（加注釋）
八調試結果分析
在實驗操作過程中，將所寫好的程序打入計算機內，通過編譯檢查其是否有錯誤，如有錯誤將其改正，直至無誤后下載仿真器，實現運行。觀察實驗箱上的數碼管顯示，判斷其是否為所需結果，如果與所要求的有差別，需繼續調試，重新修改程序，檢查硬件設施不斷地調試，不斷地檢查直至得到所要的結果。在調試過程中，開始運行時能夠實現時鐘的顯示，但是無法實現其閃爍功能，后經不斷調試修改及同學的幫助最終實現該功能，能夠達到時鐘顯示調節的基本要求，還可以實現整點報時。但在增加其功能顯示年月時又出現一定的問題，未能實現該功能，程序存在一定的不足性，需繼續完善，實現更多的功能
九設計總結及心得體會
經過兩天的單片機課程設計，終于完成了我的電子時鐘的設計，雖然沒有完全達到設計要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設計把一些基本功能都做了出來，只是一些增強型功能未能實現。
在本次設計的過程中，我發現很多的問題，雖然以前還做過一些實驗但這次設計真的讓我長進了很多單片機課程設計重點就在于軟件算法的設計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，要有通篇的全局思想考慮問題。在操作的過程中，出現許多錯誤，都是在連接處不能夠上下連貫正確運行，還需繼續努力。有好多的東西，只有我們去試著做了，才能真正的掌握，只學習理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。
從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在課程設計中的最大收獲，同時，要把所學只是靈活應用才能真正領悟其中的意義，加深對它的理解與掌握。還有，通過此次的操作也使我的實踐操作能力得到了進一步的提高。
十參考文獻
【1】張毅剛，彭喜元，董繼成。單片機原理及應用。北京：高等教育出版社，2003
【2】周航慈。單片機應用程序設計技術（修訂版）。北京：北京航空航天大學出版社，2002
【3】萬光毅等。單片機實驗與實踐教程。北京：北京航空航天大學出版社，2003
【4】何立民，I2C總線應用系統設計。北京：北京航空航天大學出版社，2002
【5】周航慈，朱兆優，李躍忠。智能儀器原理與設計。北京：北航大學出版社，2005
第三篇：單片機課程設計
單片機課程設計
課題： 簡易電子琴設計
學
院：
電氣與信息工程學院 專
業：
電子信息工程 姓
名：
李琳琳 學
號：
093411106
指導老師：
田巍
河南城建學院
2014年
01 月
01 日
第四篇：單片機課程設計
課 程 設 計
設計題目： 基于單片機的8*8點陣顯示數字設計
學生姓名： 指導教師： 二級學院： 專
業： 班
級： 學
號：
目 錄
摘要??????????????????????????Ⅱ 1 方案選擇及總體設計???????????????????1 1.1方案確定?????????????????????1 1.1.1功能要求????????????????????1 1.1.2方案確定????????????????????1 1.2器件選擇?????????????????????1 2 控制系統設計??????????????????????2 2.1 控制系統硬件設計?????????????????2 2.1.1整體模塊設計??????????????????2 2.1.2單片機AT89C51?????????????????2 2.1.3單片機最小系統設計???????????????5 2.1.3.1晶振電路設計?????????????????5 2.1.3.2復位電路設計?????????????????5 2.1.4驅動電路設計??????????????????6 2.1.5LED點陣顯示設計????????????????9 2.2控制系統軟件設計?????????????????11 2.2.1軟件設計思想??????????????????11 2.2.2主程序流程圖??????????????????11 2.2.3子程序流程圖??????????????????13 3 系統仿真及調試????????????????????14 3.1系統調試?????????????????????14 3.2系統仿真?????????????????????14 3.2.1protrus軟件仿真????????????????14 3.2.2程序??????????????????????14 總結?????????????????????????^?17 參考文獻????????????????????????18
I
摘 要
現在市場上各類基于LED的顯示屏較多，但大部分產品為單一模式的LED顯示屏，其在顯示內容的更換及顯示屏的重組等方面都存在不便之處。但隨著信息化社會的迅速發展，LED顯示屏正在向顯示內容豐富、信息更改方便等方面發展。因此制作一款多功能的LED廣告顯示屏是非常有意義地。
LED驅動顯示采用動態掃描方法，動態掃描方式是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行的同名列共用一套列驅動器。以8×8點陣為例，把所有同一行的發光管的陽極連在一起，把所有同一列的發光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應第1行發光管亮滅的數據并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時間，然后熄滅；再送出第2行的數據并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；第8行之后，又重新燃亮第1行，反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現象，就能看到顯示屏上穩定的圖形。該方法能驅動較多的LED，控制方式較靈活，而且節省單片機的資源。
本次課程設計的題目為8×8點陣數字顯示，設計的任務為使用單片機控制8×8的點陣顯示0到9的數字，不僅顯示清晰，并且每經過一定時間，顯示的數字加一，從0 到 9 循環。以AT89C51單片機為核心，采用串行傳輸、動態掃描技術，制作一款模塊化LED多功能顯示屏。
在資料收集方面，主要是參考了《51單片機原理及應用—基于Keil C與Proteus》一書，結合了一些網絡資料，以及一些集成塊的使用說明書。
在整個工作過程中，根據收集來的資料繪制出大概的原理圖，然后通過Proteus仿真，與此同時運用Keil 編程，用Keil 與Proteus進行聯調，調試成功后確定了原理圖和控制程序。
II
第一章 方案選擇及總體設計
1.1 方案確定
1.1.1 功能要求
1、采用STC-51單片機作為微處理器。
2、設計一個8×8點陣LED數碼字符顯示器。
3、在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足、穩定、清晰無串擾。
4、動態顯示“0——9”幾個字符。
1.1.2 方案確定
采用ST89C51單片機作為微處理器，將共陽極二極管用共陰型接法連接成8×8點陣LED數碼字符陣列，通過程序控制，采用動態顯示，建立字符庫“0——9”。
1.2 器件選擇
微處理器采用ST89C51系列單片機，ST89C51單片機是這幾年在我國非常流行的單片機，是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）高性能單片機，可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次，具有低功耗、高性能的特點。
AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。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，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。
第二章 控制系統設計
2.1控制系統硬件設計
2.1.1整體模塊設計
本設計行、列驅動電路，顯示器電路，運用單片機的智能化，系統的將每個功能電路模塊連接在一起，總體結構設計如圖2-1所示。
點陣顯示器行驅動電路PC上位機單片機8×8點陣LED顯示器電路點陣顯示器列驅動電路
圖2-1 硬件系統框圖
此次需要實現的功能是利用一個ST89C51，一個8×8LED點陣，動態顯示“0——9”10個字，采用PC上位機驅動顯示電路。
2.1.2 單片機AT89C51 AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓,高性能CMOS8位單片機,片內含4k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產, 兼容標準MCS-51指令系統,片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元,功能強大AT89C51單片機能提供許多高性價比的應用場合,可靈活應用于各種控制領域。
AT89C51單片機引腳圖如圖2-2所示。
圖2-2 AT89C51引腳圖
AT89C51管腳說明： VCC：供電電壓。GND：接地。
P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。
P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。
P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行
存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。
P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。
P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3口管腳
備選功能： P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通）
P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。
RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。
ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。
/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。
/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。
XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：
來自反向振蕩器的輸出。
2.1.3 單片機最小系統設計
單片機的最小系統是能夠讓單片機工作的最小硬件電路。除了單片機外，最小系統還包括復位電路和時鐘電路。
復位電路：單片機的復位電路接在復位信號RST上，復位電路用于將單片機內部電路的狀態恢復到初始值。需要復位時按下按鈕即可。
時鐘電路：時鐘電路為單片機工作提供基本時鐘。時鐘電路中包含一個晶體振蕩器，簡稱晶振，頻率范圍是1.2~12MHz。晶體振蕩頻率越高，系統的時鐘頻率也越高，單片機的運行速度也就越快
ST89C51單片機最小系統電路由復位電路、晶振電路兩部分組成。2.1.3.1 晶振電路設計
ST89C52單片機芯片內部設有一個由反向放大器構成的振蕩器，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路的的輸入端和輸出端，時鐘可有內部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內部振蕩電路就會產生自激振蕩。系統采用的定時元件為石英晶體和電容組成的并聯諧振回路。晶振頻率采用12MHZ，C1、C2的電容值取30pF，電容的大小起頻率微調的作用。晶振電路圖如圖2-3所示。
C1XTAL130pFC2XTAL230pF圖2-3 晶振電路圖
X112MHZ
2.1.3.2 復位電路設計
ST89C51單片機在啟動運行時或者出現死機時需要復位，使CPU以及其他功能部件處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。單片機有多種復位方式，常用的復位操作有上電復位和手動復位方式。本設計采用最簡單的上電復位方式，電路如圖2-4所示。上電復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的，復位電路產生的復位信號（高電平有效）由RST引腳送入到內部的復位電路，對ST89C51單片機進行復位，復位信號要持續兩個機器周期（24個時鐘周期）以上，才能使ST89C51單片機可靠復位。當上電時，C1相當于短路，有時碰到干擾時會造成錯誤復位，可在復位端加個去耦電容，可以取得很好的效果。
ST89C51單片機復位電路如下圖所示：
VCCAT89C51VCCC510MF/25VRSTR94.7KVSSR24.7KVSSRSTR1C10MF/25VS5 RSTVCCAT89C51VCC
圖2-4 上電復位電路圖
圖2-5 按鍵電平復位電路圖
復位電路工作原理：
上電瞬間RST引腳的電位與VCC等電位，RST引腳為高電平，隨著電容C5充電電流的減少，RST引腳的電位不斷下降，可以保持RST引腳在為高電平的時間內完成復位操作。
當單片機已在運行當中時，按下復位鍵S5后再松開，也能使RST引腳為一段時間的高電平，從而實現ST89C51單片機復位。
2.1.4 驅動電路設計
驅動電路圖如圖2-6所示。
圖2-6 驅動電路圖
74LS245引腳圖如圖2-7所示。
圖2-7 74LS245引腳圖
引出端符號： A A總線端
B B總線端
/G 三態允許端(低電平有效)DIR 方向控制端
74LS245是用來驅動LED或者其他的設備，它是8路同相三態雙向總線收發器，可雙向傳輸數據。74LS245還具有雙向三態功能，既可以輸出，也可以輸入數據。
如果用89C51的P0口輸出到數碼管，那就要考慮到數碼管的亮度以及P0口帶負載的能力，當89C51單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅動器。選用74LS245提高驅動能力。P0口的輸出經過74LS245提高驅動后，輸出到數碼管顯示電路。
工作原理：
當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由B向A傳輸;（接收）DIR=“1”，信號由A向B傳輸；（發送）當CE為高電平時，A、B均為高阻態。
正向點亮一顆LED，至少也要10～20mA，若電流不夠大，則LED不夠大。而不管是ST89C51的I/O口，還是TTL、CMOS的輸出端，其高態輸出電流都不是很高，不過1～2mA而已。因此很難直接高態驅動LED，這時候就需要額外的驅動電路，通常有共陽型與共陰型LED陣列驅動電路，本設計才用共陰型高態掃描信號驅動電路。
共陰型LED陣列驅動電路采用高態掃描，也就是任何時間只有一個高態信號，其它則為低態。一行掃描完成后，再把高態信號轉化到近鄰的其他行，掃描信號接用一個反向驅動器，ST89C51本身內置一個反向驅動器，本設計將ST89C51作為點矩陣顯示控制系統的控制核心，通過點矩陣實時顯示并移動字符。
單片機的串口與行驅動器相連，用來發送顯示數據信息。P3口與LED陣列的行引腳相連，送出數據、地址以及系統控制信號。輸出低態時，最大可吸取0.5A，即500mA，若每個LED取30mA，7個LED同時點亮，需要210mA，完全滿足LED點亮的基本條件。
所要顯示的信號送入74LS245芯片，然后連接到LED陣列的列陣腳。對于高態的顯示信號，將可提供其所連接LED的驅動電流，而這個驅動電流經過LED到輸出端，形成正向回路，即可點亮該LED。其中每個晶體管任何時間只需負
責驅動一個LED，所以選擇30mA射極電流的晶體管。驅動電路如圖2-6所示。
2.1.5 LED點陣顯示設計
本設計采用ATMEL公司的AT89C51作矩陣顯示控制系統控制核心，12MHZ晶振,8?8點陣共陽LED顯示器。其中，P0口作為字符數據輸出口,P3口為字符顯示掃描輸出口,第31腳(EA)接電源，改變電阻（270×8）的大小可改變顯示字符的亮度，驅動用74LS245芯片。
本設計LED矩陣顯示器電路選用8×8點陣模塊，系統由單片機控制。LED顯示屏是將發光二極管按行按列布置的，在掃描驅動方式下可以按行掃描按列控制，也可以按列掃描按行控制。本文就是使用1塊8×8點陣，采用按列掃描按行控制控制方式，掃描順序自左向右，以滿足數字顯示的要求。8×8點陣LED結構如圖2-8所示。
8×8點陣LEDabcdefgh12345678
圖2-8 LED數碼顯示管
8×8 點陣LED的工作原理：LED點陣的顯示方式是按顯示編碼的順序，一行一行地顯示。對于共陽型的點陣來說，當某一點所在的行對應高電平“1”并且其所在的列對應低電平“0”的時候，這一點就會被點亮。將每一行的顯示時間進行一定的延時,由于人的視覺暫留現象，就會感覺到8行LED是在同時顯示的。若顯示的時間太短，則亮度不夠，若顯示的時間太長，將會感覺到閃爍。圖2-9為8×8點陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如圖2-10所示，只要其對應的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1，X0=0即可。應用時限流電阻可以放在X軸或Y軸。一個8×8點陣是由64個發光二極管按規律組成的，如圖2-10所示。圖中，行接高電平，列接低電平，發光二極管導通發光。
圖2-9 8×8點陣LED外觀及引腳圖
圖2-10 8×8點陣LED等效電路
8×8點陣數字顯示的編碼原理: 8×8點陣數字顯示主要應用行掃描動態顯示的方法實現，如圖2-11所示，將行線依次置零，一次對列線編碼，有紅色填充部分為1，無填充部分為0。
圖2-11 8×8點陣數字顯示的編碼原理
如此可得到“0”的編碼為{0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00},同理可得到：
{0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00}
//1 {0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00}
//2 {0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}
//3 {0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00}
//4 {0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00}
//5 {0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00}
//6 {0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00}
//7 {0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}
//8 {0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00}
//9 2.2控制系統軟件設計
2.2.1 軟件設計思想
主程序先進行設置中斷，并啟動，再進行鍵盤掃描載入“0——9”字型，然后判斷一組字型是否掃描完，按不同情況進行循環調用子程序。進入子程序后，首先設置相應的程序，反復調用顯示子程序，并在顯示過程中反復調用鍵盤掃描子程序進行延時，判斷是否退出相應的方式顯示子程序。設計過程中，能很好得提高按鍵響應速度。
2.2.2 主程序流程圖
主程序首先設置并啟動T0中斷，然后調用初始化程序，為后面程序要用到的數據調入，并清零一些用到的數據單元，然后載入“0——9”字型，進行掃描。圖2-12為主程序流程圖。
圖2-12 主程序流程圖
2.2.3 子程序流程圖（定時中斷服務程序）
圖11 子程序流程圖（定時中斷服務程序）
第三章 系統仿真及調試
3.1系統調試
根據硬件電路圖核對了元器件的型號、極性，安裝是否正確，檢查硬件電路連線是否與電路原理圖一致，檢查電路元器件是否都已經連接好。
通電后，用示波器檢測單片機的復位和晶振電路是否有復位信號和振蕩信號。
3.2 系統仿真
3.2.1 proteus軟件仿真
使用proteus原理及仿真如圖3-1所示。
如圖3-1 proteus原理及仿真圖
3.2.2 程序
#include
{ 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00，//0 //1 0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00，//2 0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00，//3 0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00，//4 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;//主程序 void main(){ P3=0x80;
Num_Index=0;
//從0開始顯示
TMOD=0x00;
//T0方式0 TH0=(8192-2000)/32;//2ms定時
TL0=(8192-2000)%32;IE=0x82;
//允許T0中斷
TR0=1;
//啟動T0 while(1);}
//T0中斷函數
void LED_Screen_Display()interrupt 1 { TH0=(8192-2000)/32;
//恢復初值
TL0=(8192-2000)%32;P0=0xff;
//輸出位碼和段碼
P0=~Table_of_Digits[Num_Index*8+i];P3=_crol_(P3,1);
//P3循環向左一位 //5 //6 //7
//8 //9
}
if(++i==8)i=0;if(++t==250){
} t=0;
//每屏一個數字由8個字節構成 //每個數字刷新顯示一段時間
if(++Num_Index==10)Num_Index=0;//顯示下一個數字
總結
經過單片機的課程設計，我有了很大的收獲。
首先，就是讓我加深了對單片機的掌握和理解與應用，知道單片機到底是怎樣控制點陣，怎樣應用在生活中的。并且讓我懂得了要善于思考，追求嚴謹，認真解決問題，才會有更多的收獲。
然后，提高了通過查閱資料解決問題的能力。通過查閱大量的相關資料，詳細了解了LED的發光原理和LED顯示屏的原理，了解了LED的現狀，清楚地了解了LED顯示屏與其它顯示屏相比較有那些優點，明確了研究目標。并且通過對單片機資料的查閱和應用，更進一步增加了對單片機知識的理解和運用能力。并證實了自己的思路：“查資料→思考總結→運用→找出差錯，再查資料和向別人詢問→再次運用”的正確性。
最后，本系統能夠完成設計任務，能夠顯示數字0-9，并且顯示也較為穩定清晰。本系統具有硬件少，結構簡單，容易實現，性能穩定可靠，成本低等特點。在本次課程設計中，主要使用了Proteus和Keil等軟件進行硬件電路和控制程序的設計，加深了對這些軟件的了解。感到Proteus對電子專業的同學來說是一個很有用的軟件。總體來說這次的課程設計很成功，達到了預想的目的：學到了知識，提高了能力，完成了任務。
參考文獻
[1] 張靖武,周靈彬 《單片機系統的PROTEUS設計與仿真》北京 電子工業出版社 [2] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 《8051單片機實踐與應用》北京 清華大學出版社 [3] 李群芳，肖看 《單片機原理、接口及應用》北京 清華大學出版社
[4] 張毅剛，彭喜元等 《新編MCS-51單片機應用設計 》黑龍江 哈爾濱工業大學出版社 [5] 李朝青，劉艷玲編著 《單片機原理及接口技術》北京 航空航天大學出版社
第五篇：單片機課程設計
基于單片機的火災智能報警控制系統的設計
前言
在各種災害中，火災是最經常、最普通地威脅公眾安全和社會發展的災害之一。人類能夠對火進行利用和控制，是文明進步的一個重要標志。火，給人類帶文明進步、光明和溫暖。但是，失去控制的火，就給人類造成災害。據統計，我國 70 年代火災年平均損失不到 2.5 億元，80 年代火災年平均損失不到
3.2 億元。進入 90 年代，特別是 1993 年以來，火災造成的直接財產損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2000 多人。2010年上海靜安區高層住宅著火，導致58人死亡，70余人受傷。2014年1月云南香格里拉大火，燒毀房屋100多棟，直接經濟損失1億多元人民幣。火災事件經常發生，防止火災事故關系到人民群眾的生命財產安全和社會和諧穩定。現在各種電子產品的普及，再加上人們防火意識的不強，這些都給火災的發生帶來了巨大的安全隱患。
對于火災最關鍵的問題在于預防，目前防火報警系統趨于智能化、自動化，靈敏程度也越來越高。在這種背景下，基于單片機的火災智能報警控制系統能突顯出其巨大的優越性。目前，國內大多數偏重于商場、賓館、高級寫字樓、大型倉庫等大型火災報警系統的研發和設計。本系統側重于小型火災智能報警系統的設計，可在火災發生初期檢測到并且報警，還能夠實時顯示溫度和煙霧濃度。
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