【文章內(nèi)容簡介】 GND1f2g3e4d5GND6c8DP7b9a10abcdefgdpabcdefgdpV C C 圖 常用的數(shù)碼管包括共陰 極和共陽極兩種。 其中共陰極數(shù)碼管的編碼方式如下 : 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d , 0 1 2 3 4 5 0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , 6 7 8 9 A B 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , 0x00 C D E F 無顯示 LED 顯示器工作方式有兩種 ：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。當送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點是占用 CPU 時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 動態(tài)顯示的特點是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 17 一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。動態(tài)顯示 的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 P 1. 0/ T 21P 1. 1/ T 2E X2P 1. 2/ E C I3P 1. 3/ C E X 04P 1. 4/ C E X 15P 1. 5/ C E X 26P 1. 6/ C E X 37P 1. 7/ C E X 48R S T9P 3. 0/ R xD10P 3. 1/ T xD11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 218X T A L 119V S S20P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1023P 2. 3/ A 1124P 2. 4/ A 1225P 2. 5/ A 1326P 2. 6/ A 1427P 2. 7/ A 1528P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0. 7/ A D 7P 0. 6/ A D 6P 0. 5/ A D 5P 0. 4/ A D 4P 0. 3/ A D 3P 0. 2/ A D 2P 0. 1/ A D 1P 0. 0/ A D 0V C C40 A T 89 C 51OELED1 Q1D2 Q2D3 Q3D4 Q4D5 Q5D6 Q6D7 Q7D8 Q8V C CGND74 L S 37 3OELED1 Q1D2 Q2D3 Q3D4 Q4D5 Q5D6 Q6D7 Q7D8 Q8V C CGND74 L S 37 3KfgedKcDPba KfgedKcDPba KfgedKcDPba KfgedKcDPba KfgedKcDPba KfgedKcDPba 圖 I/V 轉(zhuǎn)化模塊 由于 DA轉(zhuǎn)化器輸出的是電流信號，所以還需要將其轉(zhuǎn)化為電壓信號，為了各種波形的雙極性輸出還需要連接雙極性轉(zhuǎn)化電路。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 V R E F8R F B9GND10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416D I 07CS1W R 12GND3D I 34D I 25D I 16X F E R17W R 218I L E19VDD20D A C 0 8 3 2814321L M 3 5 8 D814321L M 3 5 8 DR2R1R3OUTV R E F 圖 如圖為常用的雙極性轉(zhuǎn)化電路，第一個運算放大器將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，第二個運算放大器和電阻 R1,R2 共同組成方向加法器，由于電流輸出接的是第一個運算放大器的反相輸出端，所以當滿足 2*R2=R1 且 R2=R3的時候輸出電壓為 Vout=Vi（ Vref/2） 當要實現(xiàn)雙極性輸出的時候幅值的二進制碼要轉(zhuǎn)為偏移二進制碼，即將二進制碼對應(yīng)的零值偏移到 80H，在偏移之后，只有幅值二進制碼大于 128 的輸出才為正，后則為負。 通常要得到偏移二進制碼，可以通過求原有二進制的補碼，再加上 80H，并舍棄其進位，使得其成為偏移二進制碼。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 19 第四章 電路軟件設(shè)計 系統(tǒng)總框圖 圖 顯示子程序 顯示部分采用動態(tài)輸出的方式，通過控制兩個鎖存器來控制實現(xiàn)單個 I/O分時控制 輸出輸出數(shù)碼管的段選（字形的選擇）和位選（位權(quán)的選擇）。如圖 352顯示電路圖中 P0用于輸出數(shù)據(jù)，而 P2^0 和 P2^1 用來控制寄存器的通斷來控制是輸出字段信息還是位權(quán)信息。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20 圖 42：顯示流程圖 通常的數(shù)碼管動態(tài)顯示程序都要進行延時，然后靠人眼的余光實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出，當延時時間太小的時候會出現(xiàn)數(shù)碼閃爍甚至亂碼，當延時時間設(shè)定的太大的時候，有可能出現(xiàn)輸出斷續(xù)的可能，通常需延時 5ms， 6 位數(shù)據(jù)顯示就是 30ms，而按鍵的消抖時間不過 10ms，所以 時間片輪法的話會大大影響電路的正常工作，甚至不能檢測出按鍵輸入，或則按鍵輸入的時候出現(xiàn)顯示斷續(xù)的情況，所以本才設(shè)計采用了中斷顯示的方法，利用定時器進行延時，設(shè)定好定時器的初值，在固定的延時時間上溢出，然后調(diào)用顯示子程序顯示當前的輸出情況，由于定時器中斷程序 執(zhí)行一次只能顯示一位數(shù)據(jù)，所以要設(shè)定一個全局變量的顯示緩沖區(qū)和全局變量的位選標志。 中斷入口 打開鎖存器，送段選信號，然后關(guān)閉 打開鎖存器送位選信號，然后關(guān)閉 定時器重轉(zhuǎn)初值 位選標志位左移一位 返回 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 按鍵子程序 本次設(shè)計由于要求對幅值和頻率進行控制，所以要求用相關(guān)的按鍵輸入，前面已經(jīng)介紹了各種按鍵的優(yōu)缺點，最后選擇了獨立式鍵盤，分別為 +頻率， +幅值， 模式選擇 5 位，共占用 5 個 IP 口，選擇 單片機的 口 作為按鍵輸入。 圖 43：按鍵子程序框圖 Mode：模式選擇位，用于選擇輸出的波形。 Ampl+：幅值 +位，步進為 ，系統(tǒng)的基準電壓為 +。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 22 Ampl：幅值 位。 Freq+：頻率 +位，用于調(diào)整中斷時間。 Freq：頻率 位。 程序中的模式選擇是通過 MODE 位輸入，通過設(shè)定一個模式標志位，當執(zhí)行一次模式位按鍵程序，標志位自動 +1，并指向其所指定的波形。 幅值選擇通過按鍵 AMPL+和 AMPL輸入，當執(zhí)行了幅值子程序的時候，系統(tǒng)通過改變 X9511 抽頭的位置，改變其 Vw的輸出電壓，通過 VREF 改變輸出電壓的幅值。 頻率的選擇則是通過 FREQ+和 FREQ進行選擇的，當執(zhí)行頻率調(diào)節(jié)子程序的時候，通過改變定時的初值實現(xiàn)的， 當使用 12M 晶振時候，正弦表位 256 位時，理想中最大的頻率可以達到 4KHz，當頻率為 10Hz 的時候，計數(shù)初值為 390。由于系統(tǒng)采用的最低的初值時間為 100，所以最高只能產(chǎn)生 20Hz 的頻率。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 23 第五章 設(shè)計實現(xiàn) 與總結(jié) 輸出波形的種類與頻率的測試 測量儀器：穩(wěn)壓電源、示波器、數(shù)字萬用表。 測量說明：正弦波、矩形波、三角波，鋸齒波信號的輸出，通過鍵盤來實現(xiàn)其的不同波形的輸出以及其頻率的改變。 四種波形的仿真波形圖如下 ： 圖（ 8）正弦波圖形 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 圖（ 9）三角波圖形 圖（ 10）矩形波圖形 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 圖（ 11）鋸齒波圖形 波形種類及頻率顯示如下： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 26 總 結(jié) 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題 ,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程 .隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學(xué)來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧起此次單片機課程設(shè)計，我仍感慨頗多。的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在好幾個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論 中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對單片機 C 語言編程掌握得不好……通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在邢鵬康老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在刑陽老師那里我學(xué)得到很多實用的知識，在此我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 參考文獻 [1] 朱清慧、張鳳蕊 .PROTEUS 教程 電子線路設(shè)計、制版與仿真 .清華大學(xué)出版社 2021 [2] 王靜霞 單片機應(yīng)用技術(shù)（ C語言版） 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