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74hc164控制数码管显示系统设计方案

2018年01月29日 19:09 网络整理 作者: 用户评论(0

  一、数码管的结构

  数码管由8个发光二极管(以下简称字段)构成,通过不同的组合可用来显示数字0~9。数码管分为共阴极和共阳极两种结构。所谓共阴极,及时将所有的LED的阴极连到一起,而共阳极这相反,所有的阳极被连到了一起。但不是那种结构,其设计的原理基本相同,唯一不同的是驱动电路的设计有差异,一般共阴极采用推(Push)电流的方式来驱动,而共阳极结构则采用拉(Pull)电流的方式来驱动。

  二、数码管工作原理

  共阳极数码管的8个发光二极管的阳极(二极管正端)连接在一起。通常,公共阳极接高电平(一般接电源),其他管脚阶段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时,则该段所连接的字段导通并点亮,根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符,此时,要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流,还需根据未接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

  三、单片机简介

  单片机是在一块芯片上集成了中央处理器部件(CPU)、储存器(RAM、ROM)、定时器/计数器和各种输入/输出(I/O)接口(如并行I/O口、串行I\O口和A/D转换器)等。由于单片机通常是为实时控制应用而设计制造的,因此,又称为微控制器(MCU)。

  74hc164控制数码管显示系统设计方案

  74hc164控制数码管显示系统设计方案

  一、总体设计

  1、 系统组成

  本系统功能由硬件和软件两大部分协调完成。 本系统的硬件采用模块化设计,以单片机控制为核心,74hc164为驱动,与数码管接口电路等组成单片机控制的数码管显示系统。该系统硬件主要包括主控模块、报警模块、数码管显示模块等。其中单片机控制器主要完成外围硬件的控制以及一些运算按功能,74hc164完成串行输入,并行输出,数码管显示模块完成字符、数字的显示功能。 应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序、定时器T0中断服务子程序、164子程序等模块组成。

       二、硬件设计

  1、主控模块设计

       本项目采用AT89S52单片机。 电源、时钟信号以及复位电路是单片机工作的基本条件,缺一不可。单片机系统的基本工作电路电源电路、时钟电路、复位电路。

  (1)电源电路模块设计

  电源模块为系统板上的其他模块提供+5V电源。系统板可从USB接口获取+5V电源,即用相应配套的USB线从电脑主机上获取+5V直流电源。

  (2)时钟电路模块设计

  单片机的时钟信号用来位单片机芯片内部的各种操作提供时间基准。 时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,作为单片机工作的时间基准,典型的晶体振荡频率为12MHz。

  由于AT89S52系列单片机芯片内有时钟振荡电路,因此本项目中采用内部时钟方式,只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容,就够成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号,具体电路如图1-1。图中电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振。

  (3)复位电路模块设计

  复位电路使用单片机或系统中的其他部件处于某中确定的状态。

  当在MC-51系列单片机的RST引脚处引入高电平并保持2个机器周期,单片机内部就执行复位操作。实际应用中,复位操作有两种基本形式:一种是上电复位,另一种是按键复位。本项目中采用案件复位方式,具体电路设计如图1-1。在单片机运行期间,可以用此案件完成复位操作。

  2、报警模块设计

  本项目中选用蜂鸣器。蜂鸣器的正极接+5V的电源,另一极接在三极管8550的集电极,三极管8550主要用于信号的放大,以驱动数码管工作。三极管8550的基极通过限流电阻接到单片机P2的P2.0如图1-1,通过控制三极管8550的基极电平来打开或关闭蜂鸣器。三极管8550的发射极接地。

  3、数码管显示模块设计

  本项目中选用8段共阳极数码管,数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp段分别与74hc164的QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG、QH相连,用来控制显示数字。数码管的公共使能端COM连接+5V的电源。如电路图1-1

  74hc164控制数码管显示系统设计方案

  三、软件设计

  1、数据结构设计

  单片机的P0口P1.0、P1.1通过控制74hc164控制数码管显示。

  单片机的P2口P2.0用于控制8550是否导通,从而控制蜂鸣器。

  单片机的P2口P2.1、P2.2、P2.3控制三个独立按键。

  2、程序设计 主程序主要完成子函数调用等功能

  主程序流程图:

  74hc164控制数码管显示系统设计方案

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  定时器T0中断服务子函数流程图:

  74hc164控制数码管显示系统设计方案

  164子函数流程图:

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  C语言程序:

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( 发表人:陈翠 )

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