《单片机技术》实训报告.docx

单片机技术实训报告项目名称:LED广告牌系统设计一专业班级:微机111学号:110507103110507127-姓 名:王敏莲陈倩倩 指导老师:陈海峰连云港职业技术学院信息工程学院2013年6月21日目录、实训名称3三、 实训要求3四、 实训内容3五、 实训项目设vf准备分tn*3六、 设计步骤31、 硬件系统设计31)硬件糸统介绍32) AT89c52芯片简介33) 16"6点阵显示器设计61)数据移位传送模块82) 行35描模块83)串行通信模块8、实训接线图9九、实训步骤9十、结果13十二、学习心得15、实训名称LED广告牌系统设计二、实训目的(1)利用单片机并行控制LED点阵显示(2)掌握单片机与LED点阵块之间接口电路设计及编程三、实训要求本文设计的LED点阵显示系统主要实现的功能是通过对AT89C51单片 机的编程实现点阵循环左移显示出班级姓名。四、实训内容利用取模软件建立标准字库,编制程序实现点阵循环左移显示汉字。五、实训项目设计准备分析1、硬件系统设计2、软件系统设计六、设计步骤1） 硬件系统设计1)硬件系统介绍本系统采用AT89c51单片机机作控制器,整个电路主要由单片机控制及其 接口电路、驱动显示电路、电源电路等部分组成。为了简化显示屏电路,降 低成本，本系统在单片机部分不加字库存储器。而在PC机上编辑汉字和字 符显示信息,并将其转换为相应的点阵显示数据,然后通过串口(采用RS- 232 通信标准)送给单片机存储并进行显示处理。如下图1-1为硬件系统的原 理图。图1-1硬件系统原理图2） AT89c52芯片简介AT89S52是种低功耗、高性能CM0S8位微控制器,具有8K在系统可编程 FlasH存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业C51产 品指令和引脚完全兼容。片上FlasH允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的位CPU和在系统可编程FlasH,使得AT89s52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89s52具有以下 标准功能：8k字节FlasH,字节RAM, 32位I/O 口线,看门狗定时器,个数据 指针，三个位定时器/计数器,个向量级中断结构,全双工串行口,片内晶振 及时钟电路。另外,AT89S52可降至Hz静态逻辑操作,支持种软件可选择节电 模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继 续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停 止，直到下个中断或硬件复位为止。其引脚图如图1-2所示。电开发网4ckfv C«a ctk(TO) PBO 匚 (T1) PB1 匚(AINO) PB2 匚 (AIND PB3 C(SS) PB4 匚 (MOSI) PBS C (MISO) PB6 匚 (SCK) PB7 CRESET C (RXD)PDO C (TXD) PD1 C (INTO) PD2 匚 (INT1) PD3 匚PD4匚(OC1A) PD5 匚(WR) PD6 匚(RD)PD7 匚XTAL2 匚 XTAL1 CGND匚012345678901234567881111111111240VCC39 PAO (ADO)38 PAI (AD1)37 PA2 (AD2)36 PAS (AD3)35 PA4 (AD4)34 PA5 (AD5)33 PA6 (AD6)32 PAT (AD7)31ICP30ALE29 0C1B28 PC7 (A15)27 PC8 (A14)26 PC5 (A13)25 PC4 (A12)24 PC3 (A11)23 PC2 (A10)22 PC1 (A9)21 PCO (At)图!-2 AT89c52芯片引脚图管脚介绍:VCC :供电电源GND :接地P0 : P0 口是个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口,每位能驱 动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问 外部程序和数据存储器时,P0 口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式 下,P0具有内部上拉电阻。在flasH编程时,P0 也用来接收指令字节:在 程序校验时,输出指令字节。程序校时,需要外部上拉电阻。P1 : P1 口是个具有内部上拉电阻的8位双向I/O ,p!输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉 高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流（IIL）。此外P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的 外部计数输入（PL0/T2）和时器/计数器2的触发输入（Pl. 1/T2EX）,具体如 图1-3所示。脚号第二功能P1. 0T2 （定时器/计数器T2的外部计数输入）,时钟输出Pl. 1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1. 5M0SI （在系统编程用）P1. 6MISO （在系统编程用）P1. 7SCK （在系统编程用）图 1-3 AT89c52 Pl 口功能表P2 : P2 口是个具有内部上拉电阻的8位双向I/O ,P2输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉 高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电 阻的原因，将输出电流（IIL）在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部 数据存储器（例如执行MOVX ©DPTR）时，P2 口送出高八位地址P3 : P3 口是个具有内部上拉电阻的8位双向I/O ，p2输出缓冲 器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“I”时,内部上拉电阻把端口拉 高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电 阻的原因，将输出电流（IIL）o P3 亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使 用,如图1-4所示。脚号第二功能P3. 0RXD （串行输入）P3. 1TXD （串行输出）P3. 2INTO（外部中断0）P3. 3INTO（外部中断0）P3. 4T0 （定时器外部输入）P3. 5T1 （定时器1外部输入）P3. 6WR （外部数据存储器写选通）P3. 7RD （外部数据存储器写选通）图14 AT89C52 P3 口功能表RST:复位输入。晶振工作时,RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机 复位。看门狗计时完成后,RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位 高电平有效。ALE/PROG:地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时,锁存低8位 地址的输出脉冲。在flasH编程时,此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在 一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器 或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳 过。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当 AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次, 而在访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部 程序存储器读取指令,EA必须接GNDo为了执行内部程序指令,EA应该接VCC。 在flasH编程期间,EA也接收12伏VPP电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3） 16*16点阵显示器设计图1-5是一种8*8的LED点阵单色行共阳模块的内部结构图,其单点工作电压 UF为1.8V,正向电流1F为810mA。当某一行线为高电平而某一列线为低时,其行 列交叉的点就被点亮:而当其某一列线为高时,其行列交叉的点为暗;当某一行 线为低电平时,无论列线如何,对应这一行的点全部为暗。图1-5 8*8点阵显示器内部结构图用四个8x8点阵显示可构成16x16点阵显示器,其连接方法如图6所示。图 中 将(A)和(B)的8列、(C)和(D)的8列分别对应相连,同时将(A)和(C)的8行、(B) 和(D)的8行分别对应相连。即可形成一个16行(每一行有16个LED)、16列(每一列 也有16个LED)的16x16点阵显示器,可将这256个点称为页,这样,显示字符时。 只要对一页中对应的亮灭进行控制即可。图1-6 16* 16点阵显示器连接图2、 软件系统设计显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据,并产生各种控制信号,使屏 幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理,可以把显示屏的软件系统分 为两层;第一层是底层的显示驱动程序,第二层是上层的系统应用程序。显示驱 动程序负责向屏体送显示数据,并负责产生行扫描信号和其他控制信号,配合完 成LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动器程序由定时器TO中断程序实现。系统 应用程序完成系统环境设置（初始化）、显示效果处理等工作，由主程序来实现。 1）数据移位传送模块点阵屏的列驱动器74LS244为串入并出的移位寄存器，故显示单元的数据需 从低位到高位一位一位传送进74LS244里,然后才能驱动点阵屏。2）行扫描模块16*16的点阵屏若逐行扫描,时间可能会超出人眼反应时间,故行扫描采用 个程序周期扫描两行,即第一行和第行同时扫描的方案,这样可减少时间, 保证了点阵屏的正常扫描显示。3）串行通信模块串行通信程序主要是实现与PC机的通信，当通信接收中断标志位RI被硬件置 1时,中断开始,有数据从PC机传送到单片机,单片机软件清RI并接收数据, 将数据暂存到片内高128字节的RAM里，当存满后,再将数据写进片外数据存 储器里。延时一段时间后，继续接收从pc机发送过来的数据,重复之前的 作,直到所有数据接收完毕为止,中断跳出七、编程指南根据提供1/O地址、功能,由不同!/O 口分别提供字形代码送行，列扫描信 号送列扫描行,凡字形代码位”、列扫描信号“0”该点点亮，否则熄灭,通 过遂列扫描,循环点亮字形或曲线。、实训接线图LED16X16PC74LS244D3BiXLS244D4»l ！ D1/1够JLPAPAJX91XI5I JLPB| PB九、实训步骤(1) JHPC 接 JX16；(2) JHP1 接 JP1；(3) JLPA 接 JX9；(4) JLPB 接 JX15；运行程序即可左移显示“微机 陈倩倩 王敏莲”字样。十、程序代码如下:;L-SAO-1,CTL-MODE:BING XIN KO ;L-SAO-2ORG 0000H LJMP START ORG 2D80H XPA EQU 0FF28H XPB EQU 0FF29HXPC EQU 0FF2AH ;H-CODE-2XPCTL EQU 0FF2BHL-MOVE-WORDSTART: MOV DPTR, #XPCTL ;THIS IS A PROGRAMMOV A,#80HMOVX DPTR, A;WR-CTLCALL OFFLED;OFFLEDCLR OOHMOV R6,#28HMOV R7,#OFFHXO: MOV RO,#OOH ;ONE-WORD-FIRST-NUMXI: CALL DELI;QIINC RO;RL-1-BITMOV A, ROANL A,#OFHCJNE A,#OOH, 12MOV A,#1OHADD A, ROMOV RO, A12: CJNE RO, #0011, XISJMP XO;DISP-ONE-WORD;L-NUM;BH1DISPW: PUSH OOH MOV R1,#O1H CLR CDISP1: MOV A, RO MOV DPTR, #TAB MOVC A, ©A+DPTR MOV DPTR, #XPC MOVX DPTR, AMOV A,#10HADD A, ROMOV DPTR, #TABMOVC A,A+DPTRMOV Pl, AINC RO ;BH2MOV A, ROANL A, #OFHCJNE A,#00H, 11MOV A,#10HADD A, ROMOV RO,ACLRC;!11: MOVDPL, R6;XPA/XPBMOV DPH, R7MOVA, RI;LOL7CPL AMOVX DPTR, AMOV R3, #80HDJNZ R3, $ CALL OFFLED MOV A, RI RLC A MOV RI, A JNC DISP1 JB OOH,EXITSETB OOHCLR CMOV R1,#O1HMOV R6,#29HMOV R7,#OFFHAJMP DISP1EXIT: MOV R6,#28HMOV R7,#OFFHCLR OOHPOP OOHRETDELI: MOV R2,#O5HDELY: PUSH 02HDEL2: PUSH 02HDEL3: PUSH 02HDEL4: DJNZ R2, DEL4CALL DISPWPOP 02HDJNZ R2,DEL3POP 02HDJNZ R2,DEL2POP 02HDJNZ R2,DELYRETOFFLED: MOV DPTR, #XPAMOV A, #OFFH MOVX DPTR, AMOV DPTR, #XPB MOVX DPTR, A RETTAB：；一文字:微； 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB 08H, 11H, 23H, 0C5H, 3DH, 05H, OFDH, 05H, 3DH, 04H, 1BH, 0E8H, 09H, 1EH, 08H, 00HDB 80H, OOH, OFFH, 02H, 7CH, 40H, 40H, 7CH, 09H, 12H, OCCH, 30H, OCCH, 03H, 02H, 00H;一文字:机； 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB 08H, 08H, OBH, OFFH, 09H, 08H, OOH, 3FH, 20H, 20H, 20H, 7FH, 20H, 00H,OOH, 00HDB 20H, OCOH, OOH, OFFH, 01H, 82H, 04H, 0F8H, OOH, OOH, OOH, OFCH, 02H, 02H, OEH, 00H:一文字:陈； 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB OOH, 7FH, 44H, 5AH, 61H, 10H, 11H, 12H, 1CH, OFOH, 17H, 10H, 11H, 30H, 10H, 00HDB OOH, OFFH, 20H, 10H, OEOH, 04H, 88H, OBOH, 82H, 81H, OFEH, 80H, OAOH, 98H, OCH, 00H；一文字:倩； 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB 01H, 02H, 04H, 1FH, 0E2H, 22H, 2AH, 2AH, 2AH, OFEH, 2AH, 2AH, 6BH, 22H, 02H, 00HDB OOH, OOH, OOH, OFFH, OOH, OOH, OFFH, 0A8H, 0A8H, 0A8H, OAAH, 0A9H, OFEH, 80H, OOH, 00H；一文字:倩； 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB 01H, 02H, 04H, 1FH, 0E2H, 22H, 2AH, 2AH, 2AH, OFEH, 2AH, 2AH, 6BH, 22H, 02H, 00HDB OOH, OOH, OOH, OFFH, OOH, OOH, OFFH, 0A8H, 0A8H, 0A8H, OAAH, 0A9H, OFEH, 80H, OOH, 00H;一 文子:王-；- 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB OOH, 41H, 41H, 4111, 41H, 41H, 41H, 7FH, 41H, 41H, 41H, 41H, 0C3H, 41H, OOH, 00HDB 02H, 02H, 02H, 02H, 02H, 02H, 02H, OFEH, 02H, 02H, 02H, 02H, 02H, 06H, 02H, 00H；-文字:敏一；- 宋体12;此字体下对应的点阵为:宽x高=16x16DB 04H, 08H, 3FH, 0E8H, 2CH, 2AH, 28H, 6FH, 24H, OBH, 0F8H, 08H, 08H, 1FH, 08H, 00HDB 80H, 0B8H, 0C8H, 88H, OCAH, 0A9H, 8AH, OFCH, 89H, 82H, 6CH, 10H, OECH, 0311, 02H, 00H；一-文字:莲-宋体12;此字体对应的点阵为:宽x高=16x16DB 20H, 21H, 31H, 2DH, 20H, 0F4H, 24H, 27H, 2CH, 0F5H, 24H, 2DH, 24H, 60H, 20H, 00HDB 00H, 0211, 04H, 0F8H, 04H, 12H, 9211, 9211, 92H, 0FEH, 9211, 9211, 0B2H, 1611, 04H, 00HEND十、结果十二、学习心得这次的实训设计16*16点阵显示,我们学到了课上学不到的东西,通过我们 这组个星期的努力,完成了实训。在这个实训过程中,我们遇到了很多难题, 在程序代码编写前,我们不知道该怎么着手,经过上午的讨论之后,我们进行 了编译、仿真等过程。在进行编译仿真时也遇到了一些情况,经过我们的讨论和 向其他同学的请教,我们解决了这个问题。在这几天里,通过老师的提醒,又向 其他同学请教,代码编写出来,我们看到点阵显示的时候,我们显示的字形不 够美观,所以我们对字体进行了修改。本次设计让我们明白,在实际问题中,我 们不仅要考虑怎样把程序完成,还要考虑到用什么样的器件来完成设计,整体需 要哪些东西组成,通过这次课程设计对我们以后学习工作会有很大的帮助。虽然本设计只使用了一块16*16LED点阵,电路简单,但是已经包涵了 LED 显示屏的电路基础原理和基本程序,在设计的过程中应该使显示图形和文字稳 定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。这次系统设计 具有硬件少,结构简单,容易实现,性能稳定可靠，成本低等特点。而且通过这 次点阵设计的过程让我进步熟悉了单片机的使用，重新复习并进步学习了 AT89C52优点,这次的LED16*16显示系统设计让我们的理论知识学习和实际设 计相结合锻炼了我们的综合运用所学的专业基础知识解决实际工程问题的能力, 同时也提高了我们的专业能力水平并且得到了丰富的经验,为了以后的学习奠定 了基础。关于分工合作:陈倩倩:将“微机陈倩倩王敏莲”8个字分别转换成为可在16*16液晶显示器上显 示的二进制代码。王敏莲:主要负责芯片的功能查询以及实验报告的编写。