单片机系统课程设计单片机系统单片机系统 课课 程程 设设 计计成绩评定表设计课题设计课题 ： 基于 89C51 的公交车汉字条屏设计 学院名称学院名称 ： 电气工程学院 专业班级专业班级 ： 自动 1302 学生姓名学生姓名 ： xx 学学 号号 ： xx 指导教师指导教师 ： xx 设计地点设计地点 ： 31-505 设计时间设计时间 ： 2015-12-282016-01-08 指导教师意见：成绩:签名： 年 月 日单片机系统课程设计单片机系统单片机系统 课课 程程 设设 计计课程设计名称：课程设计名称： 基于 89C51 的公交车汉字条屏设计 专专 业业 班班 级级 ： 自动 1302 学学 生生 姓姓 名名 ： xx 学学 号号 ： xx 指指 导导 教教 师师 ： xx 课程设计地点：课程设计地点： 31-505 课程设计时间：课程设计时间： 2015-12-282016-01-08 单片机系统课程设计单片机系统单片机系统 课程设计任务书课程设计任务书学生姓名学生姓名xx专业班级专业班级自动 1302学号学号xx题题 目目基于 51 单片机的公交车汉字条屏设计课题性质课题性质工程设计课题来源课题来源自拟指导教师指导教师xx主要内容主要内容（参数）（参数）1、利用 89C51 单片机设计一个公交车条屏汉字显示，实现功能如下：2、通过单片机的 I/O 口来驱动 74HC595 点亮 16*16LED 灯。3、能够动态向左移动显示。4、具备复位功能。任务要求任务要求（进度）（进度）第 1-2 天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第 3-4 天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第 5-6 天：软件设计，编写程序。第 7-8 天：实验室调试。第 9-10 天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考主要参考资料资料1 张迎新单片微型计算机原理、应用及接口技术（第 2 版）M北京：国防工业出版社，20042伟福 LAB6000 系列单片机仿真实验系统使用说明书3 阎石数字电路技术基础（第五版）北京：高等教育出版社，2006审查意见审查意见系（教研室）主任签字：系（教研室）主任签字： 年年 月月 日日 单片机系统课程设计摘要：摘要：单片微型计算机简称单片机。1971 年 Intel 公司的霍夫研制成功，世界上第一块 4 位微处理芯片 Intel 4004。标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代 从此开始。单片机一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有 数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完 善的计算机系统。LED 发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的固态的半 导体器件，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理而采用电场 发光。本设计给出了一基于 MCS-51 系列单片机的 1616 点阵 LED 显示屏的 设计方案。包括系统具体的硬件设计方案，软件流程图和部分 C 语言程序等方 面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展，是一种成 本低廉的图文显示方案。本设计主要以 AT89C51 单片机为核心采用串行传输、 动态扫描技术来制作的一款拥有多功能的模块化 1616LED 点阵的多功能显示 屏。关键词：关键词：C51 单片机 LED 点阵 驱动电路单片机系统课程设计目录目录第一章第一章 绪论绪论6 1.1 单片机的发展史7 1.2 单片机的发展趋势7 第二章第二章 8051 单片机的体系结构单片机的体系结构. 7 2.1 单片机基本内部资源8 2.2 存储组织10 2.3 单片机系统外围电路12 第三章第三章 LED 电路电路.12 3.2 1616 点阵 LED 原理及应用.14 3.3 LED 点阵的显示文字图形原理.15 3.4 动态滚动显示原理.18 3.5 驱动方式18 3.6 行驱动电路图：20 3.7 列驱动电路图：20 3.8 单片机驱动 74HC595 引脚连接电路图：20 第四章第四章 总体方案总体方案20 第五章第五章 仿真和调试仿真和调试21 5.1 Proteus 的基本性能概述.22 5.2 Proteus 仿真要求.23 5.3 Proteus 仿真步骤.23 5.4 仿真问题与解决.24 参考文献参考文献25 附录附录 A 公交车汉字条屏设计原理图公交车汉字条屏设计原理图.26 附录附录 B 公交车汉字条屏设计公交车汉字条屏设计 PCB 图（正面）图（正面）.26 附录附录 C 公交车汉字条屏设计公交车汉字条屏设计 PCB 图（反面）图（反面）.27 附录附录 D 公交车汉字条屏设计仿真图公交车汉字条屏设计仿真图.27 附录附录 E 公交车汉字条屏设计调试图公交车汉字条屏设计调试图.28 附录附录 F 公交车汉字条屏设计程序公交车汉字条屏设计程序 .29单片机系统课程设计第一章第一章 绪论绪论1.1 单片机的发展史单片机的发展史单片机诞生于 20 世纪 70 年代末，历了 SCM、MCU、SOC 三大阶段。第一个 阶段是 SCM，单片微型计算机（ingle Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求 最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。创新模式获得成功，奠定了 SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上 Intel 公 司功不可没。 第二个阶段是 MCU，即微控制器（Micro Controller Unit）阶段， 主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外 围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象 系统相关，因此，发展 MCU 的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从 这一角度来看，Intel 逐渐淡出 MCU 的发展也有其客观因素。在发展 MCU 方 面，最著名的厂家当数 Philips 公司。Philips 公司以其在嵌入式应用方面的巨大 优势。将 MCS-51 从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾 嵌入式系统发展道路时，不要忘记 Intel 和 Philips 的历史功绩。第三个阶段是 SOC，即单片机嵌入式系统。单片机的嵌入式系统的独立发展之路，向 MCU 阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决。因此，专用 单片机的发展自然形成了 SOC 化趋势。随着微电子技术、IC 设计、EDA 工具 的发展，基于 SOC 的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的 理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。1.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势CMOS 化。近年由于 CHMOS 技术的进步，大大地促进了单片机的 CMOS 化。 CMOS 芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在 功耗精细管理状态。这也是今后以 80C51 取代 8051 为标准 MCU 芯片的原因。 因为单片机芯片多数是采用 CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS 电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的 TTL 电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出 现了 HMOS高密度、高速度 MOS 和 CHMOS 工艺。CHMOS 和 HMOS 工艺 的结合。目前生产的 CHMOS 电路已达到 LSTTL 的速度，传输延迟时间小于 2ns。它的综合优势已在于 TTL 电路。因而，在单片机领域 CMOS 正在逐渐取 代 TTL 电路。低功耗化单片机的功耗已从毫瓦级，甚至 1uA 以下，使用电压在 36V 之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产 品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。低电压化几乎所有的单片机 都有 WAIT、STOP 等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽，一般在 36V 范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达 12V。目前 0.8V 供电 的单片机已经问世。低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力使产 品能适应恶劣的工作环境满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家 在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。大容量化以往单片机内的 ROM单片机系统课程设计为 1KB4KBRAM 为 64128B。但在需要复杂控制的场合该存储容量是不 够的，必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求，须运用新的工艺，使片 内存储器大容量化。目前，单片机内 ROM 最大可达 64KB，RAM 最大为 2KB。第二章第二章 8051单片机的体系结构单片机的体系结构51 单片机系统内部结构由 8 位中央处理器、时钟模块、I/O 端口、内部程序存 储器、内部数据存储器、2 个 16 为定时计数器、中断系统和一个串行通信模块 组成。如图 2.1 所示。图 2.1 单片机内部结构图 51 系列单片机内部模块的功能将要说明如下： （1）中央处理器：单片机的核心部件，执行预先设置好的程序代码 负责数据的计算和逻辑的控制。 （2）程序存储器：存放程序代码。 （3）数据存储器：存放程序执行过程中的数据。 （4）中断系统：根据设置接收单片机的各中断事件，提交到处理器。 （5）时钟模块：提供整个单片机所需要各个时钟信号。 （6）可编程串行口：根据设置进行串行数据通信。 （7）16 位定时计数器：根据设置进行定时或计数工作。 （8）I/O 端口：与外部接口部件通信，进行数据交换。2.1 单片机基本内部资源单片机基本内部资源1. 单片机内部资源 基于 51 核的单片机的内部资源如下: (1)32 个 I/O 端口,4 组 8 位,可以位寻址。 单片机系统课程设计(2)2-3 个 16 位定时计数器