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桂 林 电 子 科 技 大 学 单片机最小应用系统 设 计 报 告 指导老师: 吴 兆 华 学 生: 易 云 志 学 号: 桂林电子科技大学机电工程学院 2010-6-23 目录 一 设计题目：显示系统设计 1 二 设计内容与要求 1 三 设计目的和意义 1 3.1 设计目的 1 3.2 设计意义 1 四 控制系统的硬件设计 2 4.1 单片机的相关知识 2 4.1.1 AT89S51介绍 2 4.1.2 AT89S51的运行模式 3 4.1.3 MCS-51系列单片机的并行I/O口 4 4.1.4 晶振电路 5 4.1.5 复位电路 6 4.2数码管显示电路 8 4.2.1数码管简介 8 4.2.2数码管驱动方式 9 4.2.3数码管字型代码 10 4.3 按键控制电路 10 4.3.1 拨动开关简介 10 4.3.2 键盘开关简介 10 五 控制系统的软件设计 12 5.1 程序设计 12 5.2 程序流程图 13 5.3 仿真结果 14 5.4 3D图以及实物 15 5.5 结果分析 16 六 电路板的制作 16 七 系统设计总结 17 参考文献 19 一 设计题目：显示系统设计 二 设计内容与要求 用89C51单片机控制八段数码管显示数据，要求循环显示0~9。数字显示时间可以按键设定（如可设定为1秒或2秒等，各数字显示时间同），显示时间可调。 三 设计目的和意义 3.1 设计目的 1.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，加深对单片机理论知识的理解； 2.掌握单片机内部功能模块。如定时器/计数器、中断系统、存储器、I/O口等； 3.掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法； 4.了解单片微机系统中实现数码管显示的原理）机，AT89S51介绍 89S51单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗高性能CMOS 8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89S51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。引起掉电模式的指令是执行程序中的最后一条指令（使PD＝1的指令）。在掉电模式下，振荡器停止工作，CPU和片内所有外围部件均停止工作，但片内RAM和SFR中的内容保留不变，直到掉电模式结束。 退出掉电模式可用硬件复位或任何一个有效的外部中断INT0和INT1。复位可重新设置SFR中的内容，但不改变片内RAM中的内容。在Vcc电源恢复到正常值并维持足够长的时间之后，允许振荡器恢复并达到稳定，方可进行复位，以退出掉电模式。P3口为双功能口，当P3口作为通用I/O口使用时，它为准双向口，且每位都可定义为输入或输出口，其工作原理同P1口类似。 （3）P3口还具有第二功能，其引脚描述，P3口特殊功能如表1。 表1 P3口特殊功能介绍 口线 特殊功能 信号名称 P3.0 RXD 串行输入口 P3.1 TXD 串行输出口 P3.2 INT0 外部中断0输入口 P3.3 INT1 外部中断1输入口 P3.4 T0 定时器0外部输入口 P3.5 T1 定时器1外部输入口 P3.6 WR 写选通输出口 P3.7 RD 读选通输出口 4.1.4 晶振电路 电源引脚Vcc和Vss Vcc：电源端，接＋5V。 Vss：接地端。 时钟电路引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。 XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。 系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用。 图4 系统晶振电路 系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以