利率显示屏设计

1单片机系统课程设计成绩评定表1概述..............................................错误!未定义书签。1.1研究背景....................................错误!未定义书签。1.2设计思想及基本功能..........................错误!未定义书签。2总体方案设计......................................................42.1方案选取....................................................42.2系统框图....................................................52.3总体方案设计................................................63硬件电路设计......................................................63.1电源电路....................................................63.2晶振电路....................................................73.3复位电路....................................................83.4键盘电路....................................................93.5显示电路...................................................103.6电路分析...................................................144系统软件设计.....................................................144.1主程序软件设计.............................................144.2键盘程序设计...............................错误!未定义书签。54.3按键功能程序...............................................164.4中断程序...................................................175系统调试.........................................................1926实验总结.........................................................21参考文献............................................错误!未定义书签。附录1系统原理图...................................错误!未定义书签。附录2键盘示意图..................................................24附录3系统程序....................................................251概述1.1研究背景随着科技的发展，人们对物质文明和精神文明需求的不断增长,银行管理水平和形象要求也在不断提高。计算机不断更新和银行利率、汇率的不断变化,以前那种靠手工写牌的时代己不适应现代的需要,各类银行迫切要求采用电子显示屏来显，为此我们设计了利用LED数码管显示，并可以进行数据修改的利率显示屏。1.2设计思路及基本功能运用数码管显示代替人工手写，并能进行修改，能给银行管理带来很大的方便，在设计时尽量简化电路，用最简单的电路来实现其功能。其基本功能是能通过数码管显示银行利率，可以进行利率显示的修改。2设计总方案2.1方案选取单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛，很多的电子产品利用单片机所取得的便利得到了人们的好评，针对单片机的利率显示控制系统的要求，实现的方案有：（1）用LED矩阵显示；3（2）用数码管显示；（3）用彩屏显示。但是成本较高，所以不采用此方案。下面是LED矩阵显示与数码管显示的效果。图2-1LED显示的利率显示屏图2-2数码管显示的利率显示屏在本次设计中，选取第二种方案，此方案成本低，操作简单。2.2系统框图4方案二的系统框图为：51单片机电源模块晶振模块复位模块键盘模块显示模块图2-3系统框图2.3总体设计方案利率显示屏在显示的同时也需要人为控制，银行利率会不断变化，显示屏也需要随利率变化而变化，这就需要对显示屏的控制。显示屏等待按键输入扫描输入数据电源AT89C51图2-4显示屏控制结构图3硬件电路设计3.1电源电路单片机正常工作电压为5V，因此设计的电源电路主要是提供单片机工作电5压。图3.1是为单片机提供电压的电源电路。在这个电路中采用了三端集成稳压器LM7805，可以输出5V的直流电压以供给单片机。Vin1GND2Vout3T1TRANS1+C310uFC10.33uFC20.1uF1234D1BRIDGE1VCCGND图3-1电源电路3.2晶振电路电路中的晶振即石英晶体震荡器。由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。同时，它还可以产生振荡电流，向单片机发出时钟信号。片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路，CPU的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率，一般多在1.2MHz～24MHz之间选取。C1、C2是反馈电容，其值在20pF～100pF之间选取，典型值为30pF。本电路选用的电容为30pF，晶振频率为12MHz。振荡周期＝s121；机器周期sSm1指令周期＝s4~1。XTAL1接外部晶体的一个引脚，XTAL2接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振。在石英晶体的两个管脚加交变电场时，它将会产生一定频率的机械变形，而这种机械振动又会产生交变电场，上述物理现象称为压电效应。一般情况下，无论是机械振动的振幅，还是交变电场的振幅都非常小。但是，当交变电场的频率为某一特定值时，振幅骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率，也称谐振频率。石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V左右的正弦波，以便使MCS-51片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常，OSC的输出时钟频率fOSC为0.5MHz-16MHz，6典型值为12MHz或者11.0592MHz。电容C1和C2可以帮助起振，典型值为30pF，调节它们可以达到微调fOSC的目的。C430PC530PY112MGNDXTAL1XTAL2图3-2时钟电路3.3复位电路复位电路的主要功能是使单片机进行初始化，在初始化的过程中需要在复位引脚上加大于2个机器周期的高电平。复位后的单片机地址初始化为0000H，然后继续从0000H单元开始执行程序。在复位电路中提供复位信号，等到系统电源稳定后，再撤销复位信号。VCC(5V)C22uFR1KGNDVCCRSTGND图3-3复位电路73.4键盘电路在本设计中，键盘主要用于输入显示数据和修改显示数据，还有需要修改的项，是人为控制该系统的主要部件。在本次设计中，采用的键盘是4*4矩阵键盘，为了提高CPU的工作效率，采用了中断扫描工作方式。即只有在键盘有键按下时，发出中断请求，CPU响应中断请求后哦，转入中断服务程序，进行键盘扫描，识别键码，中断扫描工作方式的一种简易键盘电路图如下：S1S2s3s4s5s6s7s8s9s10s11s12s13s14S15s0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0INT0&\图3-4键盘电路图用P1口高4位与低4为构成行线与列线，将P1.4-P1.7作为键输出线，P1.0-P1.3为扫描输入线。扫描方式：给P1口赋初值，让P1.0-P1.3为1，P1.4-P1.7为0，无键按下时，P1.0-P1.3的与门输出为1，当有键按下时，P1高4位有线接入低4位，使得低4位其中一位为0，导致与门输出为0，开启中断，进入中断扫描程序，扫描时，先让P1.4为0，其余3位为1，扫描低4位，逐位检查看是否为0，为0赋键值，没有为0的跳到下一行，让p1.5为0，其余3位为1，在进行扫描，没有0再跳下一行，最终会检测出按下键的键值。8键盘具有16个键，其中有0-9十个个数字键，一个确定修改键，一个复位键，4个需要修改项的键。3.5显示电路显示电路主要用于给出的利率数据，在本次设计中采用LED数码管进行显示是因为LED数码管具有以下几个优点：(1)能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、ITL电路兼容。(2)发光响应时间极短(0.1μs)，高频特性好，单色性好，亮度高。(3)体积小，重量轻，抗冲击性能好。数码管有共阴极与共阳极数码管，在这里采用共阴极数码管。图3-5LED数码管在电路中，将数码管的a、b、c、d、e、f、g端分别与74hc164的D0-D6端连接，因为采用的共阴极数码管，所以当有1输入时，对应的二极管就会发光，编写好需要的数据代码后输入就能得到需要显示的数据了。表1LED字型码9字形dpgfedcba字型码010111111BFH11000011086H211011011DBH311001111CFH411100110E6H511101101EDH611111101FDH71000011187H811111111FFH911101111EFH本次用到16个数码管，每组4个，分为4组，每组由4个74hc164串接起来。每个164接一个数码管每组4个164采用公共cp端、公共复位端，可以对每组进行统一复位和给予时钟信号。图3-674HC164164引脚功能10图3-7引脚功能74HCT164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟(CP)每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0是两个数据输入端（DSA和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位(MR)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。用164与数码管连接的显示电路如下图：11abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?ABQ0Q1Q2Q3GNDVccQ7Q6Q5Q4MRCP164ABQ0Q1Q2Q3GNDVccQ7Q6Q5Q4MRCP164ABQ0Q1Q2Q3GNDVccQ7Q6Q5Q4MRCP164ABQ0Q1Q2Q3GNDVccQ7Q6Q5Q4MRCP164&P2.4GNDVCCP3.0P2.0P3.1abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpDS?ABQ0Q1Q2Q3GNDVccQ7Q6Q5Q4MRCP164ABQ0Q1Q2Q3GNDVc