王煜彬单片机论文.doc

基于51单片机的8位数码管动态显示的研究 摘要 51单片机在电子设计电路中有广泛的应用，本文主要基于51单片机的8位数码管动态显示进行研究，从硬件电路原理图到软件流程图和程序，以及后续的编译仿真和调试，比较系统全面的操作了数码管动态显示的流程，具有很强的实践性与一定的参考意义。 关键词：51单片机 数码管 电路原理图 编译 1引言 单片机，全称单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。虽然目前单片机的品种很多，但其中最具代表性的当属Intel公司的MCS-51单片机系列。MCS-51以其典型的结构、完善的总线、SFR的集中管理模式、位操作系统和面向控制功能的丰富的指令系统，为单片机的发展奠定了良好的基础MCS-51单片机实现了8位数码管的动态显示的相关研究。 LED数码管动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管，对于每一位LED数码管来说，每隔一段时间点亮一次，利用人眼的“视觉暂留效应，采用循环扫描的方式，分时轮流选通各数码管的公共端，使数码管轮流导通显示。当扫描速度达到一定程度时，人眼就分辨不出来了。尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，认为各数码管是同时发光的。若数码管的位数不大于8位时，只需两个8位I／O口。LED有段码和位码之分，所谓段码就是让LED显示出“8.”的八位数据，一般情况下要通过一个译码电路，将输入的4位2进制数转换为与LED显示对应的8位段码。位码也就是LED的显示使能端，对于共阳级的LED而言，高电平使能。要让8个LED同时工作，显示数据，就是要不停的循环扫描每一个LED，并在使能每一个LED的同时，输入所需显示的数据对应的8位段码。虽然8个LED是依次显示，但是受视觉分辨率的影响，看到的现象是8个LED同时工作。 多个数码管动态扫描显示，是将所有数码管的相同段并联在一起，通过选通信号分时控制各个数码管的公共端，循环点亮多个数码管，并利用人眼的视觉暂留现象，只要扫描的频率大于50Hz，将看不到闪烁现象。利用51单片机的P0口输出段码，P2口输出位码，其电路原理图如下所示。LED数码管动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管的，因此要考虑每一位点亮的保持时间和间隔时间。保持时间太短，则发光太弱而人眼无法看清；时间太长，则间隔时间也将太长（假设N位，则间隔时间=保持时间X（N-1）），使人眼看到的数字闪烁。在程序中要合理的选择合适的保持时间和间隔时间。而 循环次数则正比于显示的变化速度。在编程时要充分考虑到这一点，正确的设定循环次数与延迟时间。软件设计主要包括软件流程图与程序两个方面。 3.1 软件流程图 3.2 软件程序 按照电路图与流程图的相关要求与思路，设计了数码管动态显示的程序，具体如下所示： #includereg52.h #define DataPort P0 sbit LATCH1=P2^2; sbit LATCH2=P2^3; unsigned char code DuanMa[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char code WeiMa[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; void Delay(unsigned int t); main() { unsigned char i=0; while(1) { DataPort=WeiMa[i]; LATCH2=1; LATCH2=0; DataPort=DuanMa[i]; LATCH1=1; LATCH1=0; Delay(200); i++; if(8==i) i=0; } } void Delay(unsigned int t) { while(--t); } 4仿真调试 在按照数码管显示的功能编写完程序之后，要进行仿真调试，主要包括Keil uVision软件编译调试和STC_ISP软件下载烧录，最后连接成品。 4.1 Keil uVision编译 如下图所示： 4.2 STC_ISP烧录 如下图所示： 4.3实物成品 如下图所示： 5总结 51单片机在电子设计电路及生活中