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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的兩位數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-12-16 02:52 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種 IC 卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄像機(jī),攝像機(jī),全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)化控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師、科學(xué)家。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀表儀器、家 用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理以及過程控制等領(lǐng)域。單片機(jī)是器件級(jí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它可以嵌入任何對象體系中,實(shí)現(xiàn)智能化控制。小到微型儀器,如手表、助聽器。 若將經(jīng)典電子系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)僵死的電子系統(tǒng),那么智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)則是一個(gè)具有 “生命 ”的電子系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予電子系統(tǒng) “身軀 ”,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用程序賦予其“生命 ”。例如,在設(shè)計(jì)智能化儀器顯示器的顯示功能時(shí),可在開機(jī)時(shí)顯示系統(tǒng)自檢結(jié)果,未進(jìn)入工作時(shí)顯示各種待機(jī)狀態(tài),儀器運(yùn)行時(shí)顯示運(yùn)行過程,工作結(jié)束后可顯示當(dāng)前結(jié)果、自檢結(jié)果、原 始數(shù)據(jù)、各種處理報(bào)表等。在無人值守時(shí),可給定各種自動(dòng)運(yùn)行功能。 2 靜態(tài)設(shè)計(jì) 兩位數(shù)碼管的靜態(tài)顯示,是將兩個(gè)數(shù)碼管的共陽極接連在一起并接 +5V,每位的段碼線 ag,分別于單片機(jī)的一個(gè) P 口相連,之所以稱為靜態(tài)顯示,是因?yàn)楦鱾€(gè) LED的顯示字符一經(jīng)確定,相應(yīng)的段碼將維持輸出不變,知道送入另一個(gè)字符的段碼為止。正因?yàn)槿绱?,靜態(tài)顯示器的亮度都比較高 。靜態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì),是將一個(gè)兩位數(shù)的個(gè)位與十位分開,并且用查表指令,輸出對應(yīng)位的表格代碼。 動(dòng)態(tài)顯示 兩位數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示,是將兩個(gè)數(shù)碼管相應(yīng)的段 碼線并聯(lián)接在一起,有一個(gè)I/O 口控制形成段碼線的多路復(fù)用,而兩位數(shù)碼管的共陽極分別由相應(yīng)的 I/O 口線控制,形成各位的分時(shí)選通。若要各位數(shù)碼管能夠同時(shí)顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符,就必須采用動(dòng)態(tài)顯示方式,即在某一時(shí)刻,即讓某一位的位選線處于選通狀態(tài),而且其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài),同時(shí)段碼線輸出相應(yīng)位要顯示的字符的段碼,這樣在同一時(shí)刻,兩個(gè)數(shù)碼管只有選通的哪一位顯示出字符,而另一個(gè) 是熄滅的,同樣,在下一時(shí)刻,只讓第二個(gè)的位選線處于選通狀態(tài),而其他的位選線處于關(guān)閉狀態(tài),如此循環(huán)下去,就可以使各位顯示出將要顯示的 字符,雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的,而在同一時(shí)刻,只有一位顯示,其他各位熄滅,但由于 LED 顯示器的余暉和人眼的視覺暫留作用,只要每位顯示間隔足夠短嗎、就可以造成兩位同時(shí)亮的假象,達(dá)到同時(shí)顯示的效果 。動(dòng)態(tài)顯示器件少,亮度弱。設(shè)計(jì)基本與靜態(tài)設(shè)計(jì)相同,不同之處是在多了片選信號(hào)。在程序設(shè)計(jì)中在每次要輸出字符時(shí),都要使相應(yīng)的位置位,另一位要復(fù)位,確保每次只有一個(gè)數(shù)碼管亮。 硬件電路設(shè)計(jì)方案 如圖 ( 1) 所示,我組成員將整個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)劃分為三個(gè)模塊:單片機(jī)主控制電路、數(shù)據(jù)顯示電路、電源電路。其中,單片機(jī)控制電路又分為時(shí)鐘電路和復(fù)位電路,單片機(jī)采用 AT89C52;數(shù)據(jù)顯示電路用的是兩個(gè)一位數(shù)碼管顯示以及兩個(gè)三極管905若干阻值的電阻組成;電源電路 由橋堆 2W 濾波電容 、 三端穩(wěn)壓器 TA7805三部分組成 。 3 圖 ( 1) 硬件整體布局 3. 方案 實(shí)施 方案論證 數(shù)碼管要正常顯示,就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼,從而顯示我們要的數(shù)字,因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同,可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示 兩類。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng):數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一,動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆畫 ”a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端連在一起,另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 端增加位選通控制電路,位選通有各自獨(dú)立的 I/O 線控制,當(dāng)單片機(jī)輸出字型碼時(shí),所有數(shù)碼管都接受到相同的字型碼,但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形,取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制,所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開,該位就顯示出字形,沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮,通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM,就使 各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示,這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中,每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 12ms,由于他、人的視覺暫留現(xiàn)象看、及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng),盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮,但只要掃描的速度足夠快,給人的印象就使一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù),不會(huì)有閃爍感,動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的,能夠節(jié)省大量的 I/O 端口,而且功能更低。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng):靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng),靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都有一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng),靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單,顯示亮度高,缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多。 因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求和器 件的限制,我們的課程設(shè)計(jì)采用的是數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 硬件設(shè)計(jì): 電源電路;時(shí)鐘電路;復(fù)位電路;驅(qū)動(dòng)電路;顯示電路 。軟件設(shè)計(jì):主程序,延時(shí)程序, 4 硬件設(shè)計(jì) 電源電路:主要有橋堆 2w10 和三端穩(wěn)壓器 7805 構(gòu)成,將有變壓器降壓后的交流電壓轉(zhuǎn)化為 5v 的直流電壓。電路圖如圖( 2)所示。 T1 是變壓器,得到一定值得交流電壓。 D1Vin VoutGNDVR1C4R10D1LED0GNDT1Trans EqVCC 圖( 2)電源電路 復(fù)位電路 :復(fù)位電路是通過復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路
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