四位数码管显示模块原理图

专业工程设计说明书题目：4位电子密码锁设计院（系）：电子工程与自动化学院专业：测控技术与仪器（卓越）学生姓名：***学号：**********指导教师：**2015年1月16日锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。

锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻。

随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。

当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。

本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，矩阵键盘，数码管的动态显示，报警电路和开锁电路组成。

单片负责控制整个系统的执行过程。

关键词：AT89S51、时钟电路、矩阵键盘、数码管的动态显示、报警电路，开锁电路。

引言 (1)1课程设计题目 (1)2 系统设计 (2)2.1 总的系统设计结构图 (2)2.2系统硬件设计 (2)3 AT89S52最小系统设计 (3)3.1 时钟电路设计 (3)3.2 复位电路设计 (4)4 键盘及显示报警电路的硬件设计 (5)4.1 矩阵键盘电路设计 (5)4.2 显示电路硬件设计 (5)4.3 继电器驱动电路及报警电路设计 (6)4.3.1继电器简介 (6)4.3.2 固态继电器驱动电路设计 (7)4.3.3报警提示电路 (7)5 系统软件设计 (8)5.1主程序模块 (9)5.2密码比较判断模块 (9)5.3键盘扫描模块 (9)5.4修改密码模块 (10)5.5数码管液晶显示模块 (11)6 总体调试 (11)7 总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)引言通过本次课设的理解与掌握：1、熟悉掌握单片机的结构及工作原理，锻炼独立设计、制作和调试单片机应用系统的软硬件开发的过程和方法。

2、通过MCS-51单片机应用系统的设计与编程应用，将理论知识和实际应用结合起来，加深对电子电路、电子元器件、印刷电路板等方面的知识，提高在软件编程、排错调试、焊接技术、相关设备的使用技能。

《FPGA设计与应用》数码管显示实验一、实验目的1．学习动态数码管的工作原理；2．实现对EGO1开发板四位动态数码管的控制；二、实验内容实现对EGO1开发板四位动态数码管的控制，使其能够正常工作；三、实验要求在EGO1开发板上显示想要的数字。

四、实验背景知识1.LED数码管基础知识在数码管上显示数字就是将相应的段位点亮组成要显示的数字，共阴数码管的码值表如下所示，‘1’代表相应的管脚输出高电平，点亮相应段位，‘0’代表相应的管脚输出低电平，不点亮相应段位。

2.动态数码管原理EGO1 开发板上使用的是共阴极动态数码管，这种数码管有四个共阴极分别选通对应的每位数码管，四位数码管的八个段码脚连接在一起。

动态数码管显示的原理是：每次选通其中一位，送出这位要显示的内容，然后一段时间后选通下一位送出对应数据，4 个数码管这样依次选通并送出相应的数据，结束后再重复进行。

这样只要选通时间选取的合适，由于人眼的视觉暂留，数码管看起来就是连续显示的。

五、实验方案及实现1、数码管显示的设计共分3个模块：（1）数码管封装模块（2）数码管设计模块（3）顶层模块数码管封装模块代码：module smg_ip_model(clk,data,sm_wei,sm_duan);input clk;input [15:0] data;output [3:0] sm_wei;output [7:0] sm_duan;integer clk_cnt;reg clk_400Hz;always @(posedge clk)if(clk_cnt==32'd100000)begin clk_cnt <= 1'b0; clk_400Hz <= ~clk_400Hz;endelseclk_cnt <= clk_cnt + 1'b1;reg [3:0]wei_ctrl=4'b1110;always @(posedge clk_400Hz)wei_ctrl <= {wei_ctrl[2:0],wei_ctrl[3]}; reg [3:0]duan_ctrl;always @(wei_ctrl)case(wei_ctrl)4'b1110:duan_ctrl=data[3:0];4'b1101:duan_ctrl=data[7:4];4'b1011:duan_ctrl=data[11:8];4'b0111:duan_ctrl=data[15:12];default:duan_ctrl=4'hf;endcasereg [7:0]duan;always @(duan_ctrl)case(duan_ctrl)4'h0:duan=8'b0011_1111;4'h1:duan=8'b0000_0110;4'h2:duan=8'b0101_1011;4'h3:duan=8'b0100_1111;4'h4:duan=8'b0110_0110;4'h5:duan=8'b0110_1101;4'h6:duan=8'b0111_1101;4'h7:duan=8'b0000_0111;4'h8:duan=8'b0111_1111;4'h9:duan=8'b0110_1111;4'ha:duan=8'b0111_0111;4'hb:duan=8'b0111_1100;4'hc:duan=8'b0011_1001;4'hd:duan=8'b0101_1110;4'he:duan=8'b0111_1000;4'hf:duan=8'b0111_0001;数码管设计模块module test(clk,data);input clk;output [15:0]data;reg clk_1Hz;integer clk_1Hz_cnt;always @(posedge clk)if(clk_1Hz_cnt==32'd2*******-1)begin clk_1Hz_cnt <= 1'b0; clk_1Hz <= ~clk_1Hz;end elseclk_1Hz_cnt <= clk_1Hz_cnt + 1'b1;reg [39:0]disp=40'h1234567890;reg [15:0]data;always @(posedge clk_1Hz)begindisp <= {disp[35:0],disp[39:36]};data <= disp[39:24];endEndmodule顶层模块module smg_ip(clk,sm_wei,sm_duan);input clk;output [3:0]sm_wei;output [7:0]sm_duan;wire [15:0]data;wire [3:0]sm_wei;wire [7:0]sm_duan;test U0 (.clk(clk),.data(data));smg_ip_model U1(.clk(clk),.data(data),.sm_wei(sm_wei),.sm_duan(sm_duan)); endmodule六、实验结果Vivado仿真：上实验板实操：七、实验心得次实验主要学习了利用vivado软件实现数码管的显示，利用编程来实现，并且还对动态数码管的原理进行了一定的学习，包括上次实验学习到的模块化设计，方便程序的调试，程序运行过程中并不顺利，一直没有创建出pin文件夹，最后还是在老师的帮助下完成了pin文件夹的创建，导入到板子后完成了本次实验的设计。

7.6 系统显示设计控制系统显示常用的显示器件有数码管、LCD、OLED等。

OLED即有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)，其同时具备自发光，不需背光源、对比度高、制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。

本节主要介绍OLED的工作原理、底层驱动代码编写以及如何通过取模软件显示任何自己想要显示的文字或者图片。

7.6.1 OLED显示原理如图4所示为0.96寸OLED显示模块，其分辨率为128*64，采用4线SPI接口方式，模块的接口定义如表1所示。

图4 0.96寸OLED显示模块种并行接口方式、3线或4线SPI接口方式、IIC接口方式。

这里介绍OLED模块4线SPI 通信方式，只需4根通信线就能实现对OLED模块的显示控制，这4根线为：D0、D1、DC、CS。

如图5所示为4线SPI写操作时序图，在4线SPI模式下，每个数据长度均为8位，也即为1个字节。

每次发送该字节数据前，如果该字节数据为指令号，则将DC管脚拉低；如果该字节数据为普通数据，则将DC管脚置高。

在SCLK上升沿，数据从SDIN移入SSD1306，并且高位在前。

SSD1306的显存总共为128*64bit大小，SSD1306将这些显存分为8页，其对应关系如表2所示。

可见OLED水平像素分为128段，即SEG0~SEG127；垂直像素平分为8页，也即垂直方向每8个像素点为1页。

从而可见，在确定显示的位置后，通过往显存中写入一个字节数据，则相应的SEG将按照数据进行显示，位数据为1时，相应像素点被点亮，位数据为0时，相应的像素点熄灭。

图5 4线SPI写操作时序图令较多，具体的可以参考相关手册，这里介绍如表3所示几个比较常用的指令。

命令，随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。

这个值设置得越大屏幕就越亮。

第二个命令为 0XAE/0XAF。

0XAE 为关闭显示命令； 0XAF 为开启显示命令。

A BC D EFG DPGNDAB C D E F GDPVCCabcdefgdp gfG N Da bdpcG N Dde 3.8显示电路3.8.1 LED 显示器接口电路１．LED 显示原理LED （Light Emitting Diode 发光二极管）显示器是由发光二极管构成的最为常用的显示器件。

数字LED 显示器利用７个发光二极管显示数字，通常被称为七段LED 显示器、或者数码管。

另外，数码管中还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。

结构图如图3.8.１所示。

LED 显示器有共阳极接法和共阴极接法。

共阳极接法的发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。

使用时，公共阳极接＋５V 电压。

在阴极端输入低电平，发光二极管就导通发光。

共阴极接法的发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。

使用时，公共阴极接地，在阳极端输入高电平时，发光二极管就导通发光。

使用时要注意区分这两种不同接法的LED 显示器。

LED 导通电压在1.5V 左右，工作电流每段约为20mA ，直接接在＋5V 电平上会使数码管过亮导致损坏，需接一个100～300Ω的限流电阻。

符号和引脚 共阴极接法 共阳极接法图3.8.１ LED 显示器内部结构２．多位数字显示控制技术利用多个数字LED 显示器可以显示多位数字。

一个N 位的LED 显示器有N 根位选线和8×N 根段选线。

根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方式也不同。

段选线控制1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp I/O(1)I/O(2)I/O(3)I/O(4)GND(VCC)1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpI/OI/O显示字符的字形，位选线控制显示位的亮、暗。

4位拨动开关控制数码管显⽰系统设计务书设计题⽬4位拨动开关控制数码管显⽰系统设计学⽣姓名设计要求：1.电源电路具有电源开关及指⽰灯，有复位按键；2.⾼4位开关屏蔽；3.⽤4位拨码开关为输⼊，控制数码管显⽰器的输出；4.实现功能：通电复位后数码管全显即显“8”，数码管对应4位DIP开关的⼆进制输⼊显⽰⼗六进制全部字符即从“0”到“F”。

学⽣应完成的⼯作：1.了解单⽚机系统的设计⽅法，设计步骤；2.查找并收集相关资料书籍；3.完成硬件原理图设计；4.完成软件和流程图的设计；5.对系统进⾏仿真；6.焊接电路板，调试系统；7.认真撰写课程设计报告。

8.孙晓界同学主要负责软件设计参考⽂献阅读：[1] 张毅刚，彭喜元，彭宇. 单⽚机原理及应⽤[M]. 北京：⾼等教育出版社，2009.[2] 杜树春. 单⽚机C语⾔和汇编语⾔混合编程实例详解[M]. 北京：北京航空航天⼤学出版社，2006.[3] 童诗⽩，华成英. 模拟电⼦技术基础（第四版）[M]. 北京:⾼等教育出版社，2006.[4] 林志琦. 基于Proteus的单⽚机可视化软硬件仿真[M]. 北京:北京航空航天⼤学出版社,2006. ⼯作计划：5⽉6⽇：查阅相关资料，拟定⽅案；5⽉7⽇：进⾏⽅案论证，完善设计⽅案；5⽉8⽇：完成硬件设计；5⽉9⽇：设计程序流程图；5⽉10⽇：完成软件设计，并进⾏仿真和调试；5⽉13⽇：进⾏焊接；5⽉14⽇：烧写程序；5⽉15⽇：调试电路；5⽉16⽇：与辅导⽼师交流，写课程设计报告；5⽉17⽇：上交课程设计报告及实物。

任务下达⽇期：2013 年5⽉ 6 ⽇任务完成⽇期：2013 年5⽉17 ⽇指导教师（签名）：学⽣（签名）：4位拨动开关控制数码管显⽰系统设计摘要：⽤AT89S52单⽚机作为核⼼，利⽤晶振，共阳极数码管，7805，桥堆2w10等器件进⾏设计，由电源电路、复位电路、时钟电路、输⼊输出电路等设计⼀个控制电路。

利⽤汇编编写控制程序，程序使⽤查表法进⾏编写。

EDA设计课程实验报告实验题目：数码管动态显示实验学院名称：专业：电子信息工程班级：姓名：高胜学号小组成员：指导教师：一、实验目的学习动态扫描显示的原理；利用数码管动态扫描显示的原理编写程序，实现自己的学号的显示。

二、设计任务及要求1、在SmartSOPC实验箱上完成数码管动态显示自己学号的后八个数字。

2、放慢扫描速度演示动态显示的原理过程。

三、系统设计1、整体设计方案数码管的八个段a,b,c,d,e,f,g,h（h是小数点）都分别连接到SEG0~SEG7，8个数码管分别由八个选通信号DIG0~DIG7来选择，被选通的数码管显示数据，其余关闭。

如果希望8个数码管显示希望的数据，就必须使得8个选通信号DIG0~DIG7分别被单独选通，并在此同时，在段信号输入口SEG0~SEG7加上该对应数码管上显示的数据，于是随着选通信号的扫描就能实现动态扫描显示的目的。

虽然每次只有1个数码管显示，但只要扫描显示速率足够快，利用人眼的视觉余辉效应，我们仍会感觉所有的数码管都在同时显示。

2、功能模块电路设（1）输入输出模块框图（见图1）图1（2）模块逻辑表达（见表1）表1（数码管显示真值表）clk_1k dig seg↑01111111 C0↑10111111 F9注：数码管显示为01180121（3）算法流程图（见图2）（4）Verilog源代码module scan_led(clk_1k,d,dig,seg); //模块名scan_ledinput clk_1k; //输入时钟input[31:0] d; //输入要显示的数据output[7:0] dig; //数码管选择输出引脚output[7:0] seg; //数码管段输出引脚reg[7:0] seg_r; //定义数码管输出寄存器reg[7:0] dig_r; //定义数码管选择输出寄存器reg[3:0] disp_dat; //定义显示数据寄存器reg[2:0]count; //定义计数寄存器assign dig = dig_r; //输出数码管选择assign seg = seg_r; //输出数码管译码结果always @(posedge clk_1k) //定义上升沿触发进程begincount <= count + 1'b1;endalways @(posedge clk_1k)begincase(count) //选择扫描显示数据3'd0:disp_dat = d[31:28]; //第一个数码管3'd1:disp_dat = d[27:24]; //第二个数码管3'd2:disp_dat = d[23:20]; //第三个数码管3'd3:disp_dat = d[19:16]; //第四个数码管3'd4:disp_dat = d[15:12]; //第五个数码管3'd5:disp_dat = d[11:8]; //第六个数码管3'd6:disp_dat = d[7:4]; //第七个数码管3'd7:disp_dat = d[3:0]; //第八个数码管endcasecase(count) //选择数码管显示位3'd0:dig_r = 8'b01111111; //选择第一个数码管显示3'd1:dig_r = 8'b10111111; //选择第二个数码管显示3'd2:dig_r = 8'b11011111; //选择第三个数码管显示3'd3:dig_r = 8'b11101111; //选择第四个数码管显示3'd4:dig_r = 8'b11110111; //选择第五个数码管显示3'd5:dig_r = 8'b11111011; //选择第六个数码管显示3'd6:dig_r = 8'b11111101; //选择第七个数码管显示3'd7:dig_r = 8'b11111110; //选择第八个数码管显示endcaseendalways @(disp_dat)begincase(disp_dat) //七段译码4'h0:seg_r = 8'hc0; //显示04'h1:seg_r = 8'hf9; //显示14'h2:seg_r = 8'ha4; //显示24'h3:seg_r = 8'hb0; //显示34'h4:seg_r = 8'h99; //显示44'h5:seg_r = 8'h92; //显示54'h6:seg_r = 8'h82; //显示64'h7:seg_r = 8'hf8; //显示74'h8:seg_r = 8'h80; //显示84'h9:seg_r = 8'h90; //显示94'ha:seg_r = 8'h88; //显示a4'hb:seg_r = 8'h83; //显示b4'hc:seg_r = 8'hc6; //显示c4'hd:seg_r = 8'ha1; //显示d4'he:seg_r = 8'h86; //显示e4'hf:seg_r = 8'h8e; //显示fendcaseendendmodule四、系统调试（1）仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule scan_ledfz;reg clk_1k;reg[31:0] d;wire[7:0] dig;wire[7:0] seg;parameter dely=100;scan_led u1(clk_1k,d,dig,seg);always #(dely/2)clk_1k=~clk_1k;initial beginclk_1k=0;d=32'h01180134;#dely ;#dely ;#dely ;#dely ;#dely ;#(dely*20);#dely $finish;endinitial $monitor($time,,,"%b,%d,%h,%h",clk_1k,d,dig,seg); endmodulemodule scan_led(clk_1k,d,dig,seg); //模块名scan_ledinput clk_1k; //输入时钟input[31:0] d; //输入要显示的数据output[7:0] dig; //数码管选择输出引脚output[7:0] seg; //数码管段输出引脚reg[7:0] seg_r; //定义数码管输出寄存器reg[7:0] dig_r; //定义数码管选择输出寄存器reg[3:0] disp_dat; //定义显示数据寄存器reg[2:0] count=3'b000; //定义计数寄存器assign dig = dig_r; //输出数码管选择assign seg = seg_r; //输出数码管译码结果always @(posedge clk_1k) //定义上升沿触发进程begincount <= count + 1'b1;endalways @(posedge clk_1k)begincase(count) //选择扫描显示数据3'd0:disp_dat = d[31:28]; //第一个数码管3'd1:disp_dat = d[27:24]; //第二个数码管3'd2:disp_dat = d[23:20]; //第三个数码管3'd3:disp_dat = d[19:16]; //第四个数码管3'd4:disp_dat = d[15:12]; //第五个数码管3'd5:disp_dat = d[11:8]; //第六个数码管3'd6:disp_dat = d[7:4]; //第七个数码管3'd7:disp_dat = d[3:0]; //第八个数码管endcasecase(count) //选择数码管显示位3'd0:dig_r = 8'b01111111; //选择第一个数码管显示3'd1:dig_r = 8'b10111111; //选择第二个数码管显示3'd2:dig_r = 8'b11011111; //选择第三个数码管显示3'd3:dig_r = 8'b11101111; //选择第四个数码管显示3'd4:dig_r = 8'b11110111; //选择第五个数码管显示3'd5:dig_r = 8'b11111011; //选择第六个数码管显示3'd6:dig_r = 8'b11111101; //选择第七个数码管显示3'd7:dig_r = 8'b11111110; //选择第八个数码管显示endcaseendalways @(disp_dat)begincase(disp_dat) //七段译码4'h0:seg_r = 8'hc0; //显示04'h1:seg_r = 8'hf9; //显示14'h2:seg_r = 8'ha4; //显示24'h3:seg_r = 8'hb0; //显示34'h4:seg_r = 8'h99; //显示44'h5:seg_r = 8'h92; //显示54'h6:seg_r = 8'h82; //显示64'h7:seg_r = 8'hf8; //显示74'h8:seg_r = 8'h80; //显示84'h9:seg_r = 8'h90; //显示94'ha:seg_r = 8'h88; //显示a4'hb:seg_r = 8'h83; //显示b4'hc:seg_r = 8'hc6; //显示c4'hd:seg_r = 8'ha1; //显示d4'he:seg_r = 8'h86; //显示e4'hf:seg_r = 8'h8e; //显示fendcaseendendmodule位码代码仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule smg_tp; //测试模块的名字reg [2:0] c; //测试输入信号定义为reg型wire[7:0] dig; //测试输出信号定义为wire型parameter DEL Y=100; //延时100秒wei u1(c,dig); //调用测试对象initial begin //激励波形设定c=3'b0;#DEL Y c=3'b001 ;#DEL Y c=3'b010 ;#DEL Y c=3'b100 ;#DEL Y c=3'b101 ;#DEL Y c=3'b110 ;#DEL Y c=3'b111 ;#DEL Y $finish;endinitial $monitor($time,,,"dig=%d,c=%b ",dig,c); //输出格式i定义endmodulemodule wei(c,dig); //命名模块名字input[2:0] c;output[7:0] dig; //定义输入与输出reg[7:0] dig_r;reg[2:0] c_r; // 定义dig_r与c_r2个reg型数据assign dig=dig_r; //将reg型数据转化为wire型数据always @(*) //检测c_r的数据是否变化begin c_r=c;case (c_r)3'b000:dig_r=8'b11111110; //c_r的数据变化而dig_r对于的数据变化3'b001:dig_r=8'b11111101;3'b010:dig_r=8'b11111011;3'b011:dig_r=8'b11110111;3'b100:dig_r=8'b11101111;3'b101:dig_r=8'b11011111;3'b110:dig_r=8'b10111111;3'b111:dig_r=8'b01111111;default: dig_r=8'b11111111;endcase //结束case语句end //结束always语句endmodule //结束程序译码器代码仿真代码`timescale 1ns/1nsmodule duan_tp; //测试模块的名字reg[3:0] a; //测试输入信号定义为reg型wire[7:0] seg; //测试输出信号定义为wire型parameter DEL Y=100; //延时100秒duan u1(a,seg); //调用测试对象initial begin //激励波形设定a=4'b0;#DELY a=4'b0001;#DELY a=4'b0010;#DELY a=4'b0011;#DELY a=4'b0100;#DELY a=4'b0101;#DELY a=4'b0110;#DELY a=4'b0111;#DELY a=4'b1000;#DELY a=4'b1001;#DELY a=4'b1010;#DELY a=4'b1011;#DELY a=4'b1100;#DELY a=4'b1101;#DELY a=4'b1110;#DELY a=4'b1111;#DELY $finish;endinitial $monitor($time,,,"seg=%d,a=%b",seg,a); //输出格式i定义endmodulemodule duan(a,seg); //命名模块名字input[3:0] a;output[7:0] seg; //定义输入与输出reg[7:0] seg_r;reg[3:0] a_r; // 定义seg_r与a_r2个reg型数据assign seg=seg_r; //将reg型数据转化为wire型数据always @(*) //检测c_r的数据是否变化begin a_r=a;case(a_r) //七段译码4'b0000:seg_r = 8'hc0; //显示04'b0001:seg_r = 8'hf9; //显示14'b0010:seg_r = 8'ha4; //显示24'b0011:seg_r = 8'hb0; //显示34'b0100:seg_r = 8'h99; //显示44'b0101:seg_r = 8'h92; //显示54'b0110:seg_r = 8'h82; //显示64'b0111:seg_r = 8'hf8; //显示74'b1000:seg_r = 8'h80; ///显示84'b1001:seg_r = 8'h90; //显示94'b1010:seg_r = 8'h88; //显示a4'b1011:seg_r = 8'h83; //显示b4'b1100:seg_r = 8'hc6; //显示c4'b1101:seg_r = 8'ha1; //显示d4'b1110:seg_r = 8'h86; //显示e4'b1111:seg_r = 8'h8e; ///显示f endcase //结束case语句end //结束always语句endmodule //结束程序（2）仿真波形图（3）引脚图五、实验感想通过这次实验，让我学习动态扫描显示的原理；利用数码管动态扫描显示的原理编写程序，实现自己的学号的显示。

EDA 课程设计报告书课题名称 四位数字密码锁的设计 姓 名学 号 院 系 专 业 指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※级学生EDA 课程设计设计任务及要求：（1）设计任务：本课程设计要求设计的数字密码锁密码为4位，由密码锁输入电路、码锁控制电路、密码锁处理电路、显示电路四大部分组成，将各电路组合起来，构成了一个完整的电子密码锁。

（2）设计要求：①、密码输入：每按一个数字键，就输入一个数值，且将在显示器上的最右上方显示出该数字，并将先前已经输入的数据依序左移一位。

②、数码清除：按下此键可以清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。

③、密码修改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。

④、激活电锁：按下此键可将密码锁上锁，红色LED灯将闪烁一次。

⑤、解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，若绿色LED亮则表示密码正确，密码锁将解锁。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日四位数字密码锁的设计1 设计目的随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱,电子密码锁的使用也体现了人们消费水平、保安意识和科技水平的提高,而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。

2 设计的主要内容和要求设计一个简单的数字电子密码锁，密码为 4 位。

要求具备如下功能：(1)如果输入数字键，第一个数字会从数码管的最右端开始显示，此后每按下一个数字键，数码管上的数字必须往左移动一格，以便将新的数字显示出来。

(2)本密码锁为四位密码锁，当输入的数字超过四个时，不会显示第四个以后的数字。

(3)按下密码清零键，清除所有输入的数字，清除成为“0000”，即做归零动作。

(4)按下解锁键，检查输入的密码是否正确，若解锁指示灯（绿色LED灯）闪烁一次，即表示密码正确（开锁）。

数码管的使用方法一、工作原理数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

能显示4位数字的叫四位数码管，当然也有多位和只有一位的数码管，他们的电气原理相同。

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。

共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。

共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

二、电气特性单位数码管有十个管脚，其中有8根是用来点亮a,b,c,d,e,f,dp 共8个发光二极管（原理中有介绍），3，8两个管脚为公共COM脚，它们相连通且作用相同，可接任意一根。

为了更清楚介绍，贴图如下:三、驱动方式静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

数码管的使用方法一、工作原理数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

能显示4位数字的叫四位数码管，当然也有多位和只有一位的数码管，他们的电气原理相同。

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。

共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。

共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

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二、电气特性单位数码管有十个管脚，其中有8根是用来点亮a,b,c,d,e,f,dp 共8个发光二极管（原理中有介绍），3，8两个管脚为公共COM脚，它们相连通且作用相同，可接任意一根。

为了更清楚介绍，贴图如下:三、驱动方式静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

实验四数码管显示控制一、实验目的1、熟悉Keil uVision2软件的使用；2、掌握LED数码管显示接口技术；3、理解单片机定时器、中断技术。

二、实验设备及仪器Keil μVision2软件；单片机开发板；PC机一台三、实验原理及内容1、开发板上使用的LED 数码管是四位八段共阴数码管（将公共端COM接地GND），其内部结构原理图，如图4.1所示。

图4.1共阴四位八段LED数码管的原理图图4.1表明共阴四位八段数码管的“位选端”低电平有效，“段选端”高电平有效，即当数码管的位为低电平，且数码管的段为高电平时，相应的段才会被点亮。

实验开发板中LED数码管模块的电路原理图，如图4.2所示。

SP1a~hP0.4~P0.7SP2P0.0~P0.3图4.2 LED数码管模块电路原理图图中，当P1.0“段控制”有效时，P0.0~P0.7分别对应到数码管的a~h段。

当P1.1“位控制”有效时，P0.0~P0.7分别对应到DIG1~DIG8。

训练内容一：轮流点亮数码管来检测数码管是否正常。

参考程序：ORG 00HAJMP MAINMAIN:SETB P1.2;LED流水灯模块锁存器的控制位MOV P0,#0FFH;关闭LED灯CLR P1.2SETB P1.3 ;点阵模块的行控制锁存器MOV P0,#0 ;关闭点阵行CLR P1.3MOV A,#11111110B;数码管“位选信号”初值，低电平有效LOOP:SETB P1.1;数码管位控制锁存器有效MOV P0,ACLR P1.1RL A ;形成新的“位选信号”，为选择下一位数码管做准备SETB P1.0;数码管段控制锁存器有效MOV P0,#0FFH ;数码管的所有段点亮，显示“8”CLR P1.0CALL DELAYSJMP LOOPDELAY:MOV R5,#0;延时子程序D1: MOV R6,#0D2:NOPDJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETEND训练内容二：静态显示，0~9计数。

51单⽚机第四节数码管本笔记默认学习者已拥有：1.Keil5和stc 烧写⼯具 等各种软件、驱动、环境；2.有⼀个属于⾃⼰的 51单⽚机开发板及相关零件 ；3.认识C 语⾔的语法；本⼈使⽤的51开发板为 郭天祥C51 TX-1C 增强版开发板 ；本笔记根据B 站up 主：江科⼤⾃化协的教学视频 整理得到ヾ(•ω•)4-1 静态数码管显⽰上图为TX-1C 的 数码管及LED 模块 原理图138译码器和74HC245 都是⽤来控制 数码管显⽰ 的；单数码管1.上图为 ⼀位数码管，数码管有两种连接⽅式（对应 右边上下两幅图）；2.右上图的原理图，8个LED的阴极都连在⼀个引脚上，称为共阴极连接；3.右下图的原理图，8个LED的阳极都连在⼀个引脚上，称为共阳极连接；TX-1C 开发板的连接⽅式是 共阴极连接；4.左下⾓的 左边图⽚ ，定义了8个LED的名称；5.左下⾓的 右边图⽚ ，定义了引脚的名称，与右图的引脚名称⼀⼀对应假设数码管连接⽅式为 共阳极连接，观察可以发现，数码管中的 LED 的引脚引出，使⽤的是就近原则；假设数码管连接⽅式为 共阴极连接，如果上数码管显⽰ 数字6 ？1.要让数码管显⽰ 数字6，让要 LED-A、C、D、E、F、G亮起；2.共阴极的公共端 要接地（给数据‘0’，或者是低电平）;3.阳极（称为位选端）根据LED的亮灭需求给 数据0或1（1亮、0灭） ，称为 段码（阳码） (1011 1110 即为段码)；如果 共阳极连接，共阳极端 要接到 VCC （⾼电平），阴极给 数据0或1 （1灭，0亮），称为 段码（阴码），和共阴极正好是相反关系；共阳极连接→共阳极端接VCC 并选中→阴极（位选端）传递（阴码）段码（1亮、0灭）→数码管显⽰共阴极连接→共阴极端接GND 并选中→阳极（位选端）传递（阳码）段码（1灭、0亮）→数码管显⽰四位⼀体数码管开发板上即为 四位⼀体的数码管，且有两个，正好组成了 ⼋位数码管；⽽TX-1C 上 包含的是六位数码管，⽽⾮⼋位；1.四位数码管 也有 两种连接⽅式，即 共阴极连接 和 共阳极连接 ；{Processing math: 100%2.四位数码管，（每位的公共端 单独引出来，位选端全部连在⼀起（所有A段连在⼀起、所有B段连在⼀起……），总共有12个引脚；假设数码管连接⽅式为共阴极连接，如何在第三位显⽰数字1 ？1.给第三位的公共端 赋值 0（低电平），给其他位的公共端 赋值 1（⾼电平）；这样等同于 其他位的公共端（负极）接到了正极上，⽆论如何都亮不了；只有第三位能亮；2.这样给 LED-B、C 的位选端 赋值 1，其他 位选端 赋值0共阳极连接即为公共端赋值 1（⾼电平）亮，其他以此类推；3.发现这样⼀个现象，数码管⽆法在同⼀时间显⽰多个数字，其在同⼀时刻下只能有⼀个显⽰，只有⼀个数码管能被点亮，即使有多个被选中的数码管，显⽰的数字也是相同的；这种共⽤引脚的现象，是为了减少控制数码管IO⼝；（四位数码管有32个LED，如果都采⽤共阴极连接的⽅式，也要32+1（公共端）=33个引脚；）（采⽤这种链接，就只需要12个引脚即可控制四位数码管；）如何让数码管多位显⽰不同数字（动态数码管显⽰）？1.利⽤ ⼈眼视觉的暂留 和 数码管显⽰的余辉 的原理先让第⼀位数码管显⽰1，然后很快地让第⼆位数码管显⽰2，再很快地让第三位数码管显⽰3，让它不断地扫描，重复显⽰1、2、3的过程，这样三个数字就“同时”显⽰了；原理分析138译码器1.观察到 原理图右图 与数码管有关的，有138译码器(74LS138)和74HC245两枚芯⽚；TX-1C的原理图为左图，也有两个74HC573芯⽚与数码管有关；芯⽚名称与功耗、电压、说明符号有关，具体内容不做分析；2.如图，数码管连接⽅式为 共阴极连接，这样传输数据，就能让第三位显⽰ 数字1 了；3.⽽上⾯的 LED1 ~ 8，其实接在了138译码器的输出端，138译码器正好可以实现让LED1 ~ 8输出 0或1；LED1 ~ 8 对应了 TX-1C 六位数码管的SEG DS 1 ~ 6；4.138译码器可将LED 1 ~ 8的⼋个端⼝ 转化为 由 3个端⼝ （P22、P23、P24）控制，⽽G1、G2A、G2B端⼝ 被 称为 使能端；使能端相当于⼀种开关，如果电平有效，它就可以⼯作；如果电平⽆效，它就不⼯作；观察原理图发现，使能端是已经接好 VCC 和 GND 的，也就是说，其上电其实就会⼯作TX-1C的74HC573也是同理，但其并未压缩控制端⼝的数量；5.138译码器也叫“38线译码器”，是由3个线到8个线，其中C是⾼位、A是低位，CBA组成的数符合8进制，控制着Y0 ~ Y7 这8个端⼝；6.所以，138译码器的作⽤就是⽤来选中某⼀位数码管的74HC2451.74HC245是⼀种 双向数据缓冲器，VDD、GND都可视为电源，OE为使能（其 接地 就⼯作）；2.DIR（direction），是⽅向的意思，它接到了VCC（⾼电平）上，将数据从左边输出到右边，从右边将数据读取回左边；DIR若接到低电平上，会将数据从右边输出到左边，从左边将数据读取回右边；3.单⽚机的⾼电平 驱动能⼒有限，其输出的最⼤电流不能太⼤；其低电平 驱动能⼒强；因此，LED模块才采⽤了低电平点亮的模式；4.如果⽤⾼电平 直接点亮 数码管，电流会很⼩，灯会很暗；所以其加⼀个缓冲器，缓冲器可以提⾼ 其驱动能⼒，如果直接将 数据 输出 给 数码管，数据就会被视为 驱动数据；现在增加了缓冲器，数据 就变成了 控制信号，控制信号 只需要很微弱，缓冲器 就可以接收到，缓冲器再通过⾃⼰接到的电源，输出 数据 到引脚上，这样控制的电流只需要⾮常⼩，就能驱动数码管 以⽐较亮的形式显⽰；2电容 是⽤来 稳定电源的，叫电源滤波；6.图右有 ⼀ 排阻，阻值为100R（即为100Ω），作⽤为 限流电阻 ，防⽌数码管的电流过⼤；TX-1C既没有电容，也没有排阻；原理总结1.⽤ 138译码器 使 数码管 的某⼀位 被选中；2.再给P0⼝⼀个 段码数据；TX-1C虽然⽤P0⼝控制段码输⼊，但也⽤P0⼝控制位选；需要先⽤ P2.6⼝和P2.7⼝控制输⼊数据是段码还是位选；P2.6⼝控制段码的输⼊；P2.7⼝控制位选的输⼊；例，给P2.6 数据1 （⾼电压）、给P2.7 数据 0 （低电压），就可以确定现在给数据是段码；1.由TX-1C的原理图可知，数码管内 LED灯 与 P0端⼝ 的顺序关系：(1)LED的名称定义是通⽤⽆疑的;(2)数码管本⾝的引脚名称不重要，重要的是 LED与哪个 P0 的 引脚 相连；2.由TX-1C的原理图可知， P0.0引脚 控制 数码管的最左位，P0.5引脚控制 数码管的最右位，剩余引脚是没有控制 数码管 位选 的作⽤的，哪个P0 的 引脚 控制 六位数码管的 哪位 很重要；代码实现静态数码管显⽰（让数码管第三位显⽰3）.c#include<reg51.h>sbit D=P2^6; //段码⼝sbit W=P2^7; //位选⼝void main(){D=0;W=1;P0=0xFB;//1111 1011W=0;D=1;P0=0x4F;//0100 1111while(1);}下⾯写出了⼀个通⽤函数，可以让数码管在 第⼏个位置 显⽰ 哪个数#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;void NixieTube(uchar wei,uchar duan){ //NixieTube是数码管的英⽂uchar WEI,DUAN; //(Nixie是⼥⽔妖的意思)D=0;W=1;switch(wei){ //位选部分case 1:WEI=0xFE; break;case 2:WEI=0xFD; break;case 3:WEI=0xFB; break;case 4:WEI=0xF7; break;case 5:WEI=0xEF; break;case 6:WEI=0xDF; break;}P0=WEI;W=0;D=1;switch(duan){ //段码部分case 0:DUAN=0x3F; break;case 1:DUAN=0x06; break;case 2:DUAN=0x5B; break;case 3:DUAN=0x4F; break;case 4:DUAN=0x66; break;case 5:DUAN=0x6D; break;case 6:DUAN=0x7D; break;case 7:DUAN=0x07; break;case 8:DUAN=0x7F; break;case 9:DUAN=0x6F; break;case 10:DUAN=0x77; break; //Acase 11:DUAN=0x7F; break; //Bcase 12:DUAN=0x39; break; //Ccase 13:DUAN=0x3F; break; //Dcase 14:DUAN=0x79; break; //Ecase 15:DUAN=0x71; break; //Fcase 16:DUAN=0x80; break; //.}P0=DUAN;}void main(){NixieTube(3,3);while(1);}运⾏结果如下：4-2 动态数码管显⽰1.如果只是单纯让其显⽰完⼀个再显⽰⼀个，代码如下：#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};//将两个switch改进为数组void NixieTube(uchar wei,uchar duan){D=0;W=1;P0=Nixiewei[wei];W=0;D=1;P0=Nixiecode[duan];}void main(){while(1){NixieTube(1,1);NixieTube(2,2);NixieTube(3,3);}}运⾏结果如下：2.这是⼀个数码管的常见问题，称为 数码管的消影 ；位选-->段选-->位选-->段选-->位选-->......在这⼀位的段选（输⼊段码）结束，进⾏下⼀位的位选时，很短的时间内，上⼀位的数据会串到下⼀位数据⾥⾯去；所以我们在段选和位选之间，增加⼀个 P0 清零的操作；动态数码管显⽰（数码管同时显⽰123）.c#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit D=P2^6;sbit W=P2^7;uchar Nixiewei[]={0,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF};uchar Nixiecode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7F,0x39,0x3F,0x79,0x71,0x80};void Delayms(unsigned int x){unsigned int j;for(;x>0;x--) for(j=110;j>0;j--);}void NixieTube(uchar wei,uchar duan){D=0;W=1;P0=Nixiewei[wei];W=0;D=1;P0=Nixiecode[duan];Delayms(1); //让数码管稳定显⽰，⽴刻清零会让数码管显⽰较暗P0=0; //清零操作}void main(){while(1){NixieTube(1,1);NixieTube(2,2);NixieTube(3,3);}}运⾏结果如下：相关知识1.在运⾏某些代码时，TX-1C的LED点阵模块会乱闪2.将左下⾓ DOT-OE旁的跳线帽 拔下来即可 断开LED点阵模块，3.拔下来的跳线帽不要乱丢，可以 只插⼀个脚放在原处，也可以妥善保管在其他地⽅上图即为拔下来的跳线帽1.此元件为电容；2.104的数量规则与 第⼆节 所讲的电容是相同的，其单位是pF1000pF=1nF, 1000nF=1uF, 1000uF=1000mF, 1000mF=1FF 是⼀个很⼤的单位，正常电容都是uF、nF级别的；超级电容能达到1 ~ 2 F，其⼀般作为备⽤电池；3.TX-1C的原理图上，电容的量都是直接⽤单位标记好的。

EDA 课程设计报告书课题名称 四位数字密码锁的设计 姓 名学 号 院 系 专 业 指导教师年 月 日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※※※※※※※※※※级学生EDA 课程设计设计任务及要求：（1）设计任务：本课程设计要求设计的数字密码锁密码为4位，由密码锁输入电路、码锁控制电路、密码锁处理电路、显示电路四大部分组成，将各电路组合起来，构成了一个完整的电子密码锁。

（2）设计要求：①、密码输入：每按一个数字键，就输入一个数值，且将在显示器上的最右上方显示出该数字，并将先前已经输入的数据依序左移一位。

②、数码清除：按下此键可以清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。

③、密码修改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。

④、激活电锁：按下此键可将密码锁上锁，红色LED灯将闪烁一次。

⑤、解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，若绿色LED亮则表示密码正确，密码锁将解锁。

指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩验收盖章年月日四位数字密码锁的设计1 设计目的随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱,电子密码锁的使用也体现了人们消费水平、保安意识和科技水平的提高,而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。

2 设计的主要内容和要求设计一个简单的数字电子密码锁，密码为 4 位。

要求具备如下功能：(1)如果输入数字键，第一个数字会从数码管的最右端开始显示，此后每按下一个数字键，数码管上的数字必须往左移动一格，以便将新的数字显示出来。

(2)本密码锁为四位密码锁，当输入的数字超过四个时，不会显示第四个以后的数字。

(3)按下密码清零键，清除所有输入的数字，清除成为“0000”，即做归零动作。

(4)按下解锁键，检查输入的密码是否正确，若解锁指示灯（绿色LED灯）闪烁一次，即表示密码正确（开锁）。

[电子系统设计]总结报告题目：多功能数字钟专业：电子信息科学与技术班级：2010级2班姓名：XXX指导教师：评分：2012年11月19日目录1项目计划 (1)1.1方案可行性 (1)1.1.1市场可行性分析 (1)1.1.2技术分析 (1)1.1.3法律分析 (1)1.2项目执行计划 (2)1.2.1工程进度图 (2)1.2.2工程进度表 (2)1.2.3工程预算 (2)2设计说明 (3)2.1基本设计思想 (3)2.2设计原理 (4)2.3系统结构框图 (4)2.4原理图 (5)2.5各单元模块设计原理 (5)2.5.1单片机最小系统 (5)2.5.2数码显示模块 (6)2.5.3闹铃模块 (7)2.5.4接口和外部控制模块 (8)2.5.5时钟模块 (8)2.6各单元模块设计流程及部分程序代码 (9)2.6.1各单元模块设计流程图 (9)2.6.2部分程序代码 (11)2.7时钟的操作流程 (11)3调试说明 (12)3.1生产工艺 (12)3.2调试准备工作 (12)3.3调试方法及步骤 (12)3.4调试数据 (13)3.4.1未安装芯片时的点参数 (13)3.4.2安装芯片后的点参数 (13)3.5调试结果 (14)3.6注意事项 (14)3.7可能遇到的问题及解决方案 (14)4总结 (15)5附录 (15)1项目计划1.1方案可行性1.1.1市场可行性分析多功能数字钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用，随着多功能数字钟在公共场合的应用和多功能数字钟数量的增多，多功能数字钟的功能和准确度更被人们所重视。

本多功能数字钟属于多功能数字钟，具有功能多，成本低的特点，制作一个多功能数字钟所需材料成本约为17元，人工成本约6元，而一个多功能数字钟市场价约为60，每个多功能数字钟可净收入约37元，现在市场上数字钟的需求量大，生产商寥寥无几。

几个单片机应用实例例一：一个液晶显示的数字式电脑温度计液晶显示器分很多种类，按显示方式可分为段式，行点阵式和全点阵式。

段式与数码管类似，行点阵式一般是英文字符，全点阵式可显示任何信息，如汉字、图形、图表等。

这里我们介绍一种八段式四位LCD显示器，该显示器内置驱动器，串行数据传送，使用非常方便。

原理图如下图：下图是长沙太阳人科技开发有限公司生产的4位带串行接口的液晶显示模块SMS0403 的外部引线简图：有关该模块的具体参数，请查看该公司网站。

此例中使用的温度传感器为美国DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器。

该传感器本站有其详细的资料可供下载。

此例稍加改动，即可做成温控器。

下载驱动该模块的源程序LCD.PLM例2: LED显示电脑电子钟本例介绍一种用LED制作的电脑电子钟（电脑万年历）。

原理图如下图所示：上图中，CPU选用的是AT89C2051,时钟芯片选用的是Dallas公司的DS1302,温度传感器选用的是Dallas公司的数字温度传感器DS1820，显示驱动芯片选用的是德州仪器公司的TPIC6B595,也可选用与其兼容的芯片NC595或国产的AMT9595。

整个电子钟用两个键来调节时间和日期。

一个是位选键，一个是数字调节键。

按一下位选键，头两位数字开始闪动，进入设定调节状态，此时按数字调节键，当前闪动位的数字就可改变。

全部参数调节完后，五秒钟内没有任何键按下，则数字停止闪动，退出设定调节状态。

源程序清单如下(无温度显示程序)：$include(reg51.dcl)declare (sclk,io,rst) bit at (0b3h) register; /* p33,p34,p35 */ declare (command,data,n,temp1,num) byte;declare a(9) byte;declare ab(6) byte;declare aco(11) byte constant (0fdh,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h,0feh,0f6h,00h);declare week(11) byte constant (0edh,028h,0dch,7ch,39h,75h,0f5h,2ch,0fdh,7dh,00h);declare da literally 'p15',clk literally 'p16',ale literally 'p17', mk literally 'p11',sk literally 'p12';clear:procedure;sclk=0;io=0;rst=0;end clear;send1302:procedure(comm);declare (i,comm) byte;do i=0 to 7;comm=scr(comm,1);io=cy;call time(1);sclk=0;call time(1);sclk=1;end;end send1302;wbyt1:procedure(com,dat);/*字节写过程*/declare (com,dat) byte;call clear;rst=1;call send1302(com);call send1302(dat);call clear;end wbyt1;wbyt8:procedure;/*时钟多字节突发模式写过程*/declare j byte;call clear;a(7)=A(6);a(6)=a(0);rst=1;call send1302(command);do j=1 to 8;call send1302(a(j));end;call clear;end wbyt8;RBYT1:PROCEDURE;DECLARE I BYTE;CALL CLEAR;RST=1;call send1302(0c1h);IO=1;DO I=0 TO 7;SCLK=1;SCLK=0;CY=IO;N=SCR(N,1);END;A(8)=N;CALL CLEAR;send595:procedure;declare k byte;do k=0 to 7;data=scr(data,1);da=cy;clk=1;clk=0;end;end send595;send595_1:procedure;declare k byte;do k=0 to 7;data=scr(data,1);da1=cy;clk1=1;clk1=0;end;end send595_1;rb1:procedure(abc,j);DECLARE (I,j,abc) BYTE;CALL CLEAR;RST=1;call send1302(abc);IO=1;DO I=0 TO 7;SCLK=1;SCLK=0;CY=IO;N=SCR(N,1);END;ab(j)=N;ab(j)=dec(ab(j));CALL CLEAR;end rb1;rbyt6:procedure;call rb1(0f1h,0);call rb1(0f3h,1);call rb1(0f5h,2);call rb1(0f7h,3);call rb1(0f9h,4);call rb1(0fbh,5);call rb1(0fdh,6);end rbyt6;wbyt6:procedure;call wbyt1(8eh,0); /* write enable */call wbyt1(0f0h,ab(0));call wbyt1(0f2h,ab(1));call wbyt1(0f4h,ab(2));call wbyt1(0f6h,ab(3));call wbyt1(0f8h,ab(4));call wbyt1(0fah,ab(5));call wbyt1(0fch,ab(6));call wbyt1(8eh,80h); /* write disable */end wbyt6;rbyt8:procedure;/*时钟多字节突发模式读过程*/ declare (i,j) byte;call clear;rst=1;call send1302(command);io=1;do j=1 to 8;do i=0 to 7;sclk=1;call time(1);sclk=0;cy=io;n=scr(n,1);end;a(j)=n;end;call clear;a(0)=a(6);a(6)=A(7);a(0)=a(0) and 0fh;if a(0)>6 then a(0)=0;CALL RBYT1;if (a(1)=0 and a(2)=0 and a(3)=0) then do;do num=0 to 35;call time(250);end;temp1=1;end;if temp1=1 thendo;temp1=0;ab(4)=ab(4)+1;if ab(4)>99h thendo;ab(4)=0;ab(5)=ab(5)+1;if ab(5)>99h then ab(5)=0;end;call wbyt6;end;end rbyt8;display:procedure; /*jieya,yima,fasong*/ declare (i,n,m) byte;n=a(0) and 0fh; /* send week */data=week(n);call send595;n=a(4); /* send date */n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(4);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;do i=1 to 3; /* send second,minute,hour */ n=a(i);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(i);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;do i=5 to 6; /* send month,year */n=a(i);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(i);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;end;n=a(8); /* send 19 or 20 */n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(8);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;do m=0 to 5;n=ab(m);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595_1;n=ab(m);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595_1;end;ale=0;ale=1;end display;beginset:procedure;a(0)=06h;a(1)=58h;a(2)=59h;a(3)=23h;a(4)=30h;a(5)=06h;a(6)=97h;a(7)=00;a(8)=19h; /* set date/time (1997,7,1,8:00:00,week 3) */ call wbyt1(8eh,0); /* write enable*/call wbyt1(80h,00h);/* start colock */call wbyt1(0beh,0abh);/*两个二极管与8K电阻串联充电*/ command=0beh; /* write colock/date */call wbyt8;call wbyt1(0c0h,a(8));call wbyt1(8eh,80h); /* set write protect bit */end beginset;key:procedure;declare (i,time1,k1,tem) byte;call time(100);k1=7;time1=30;if mk=0 thendo;do while time1>0;week: if k1=0 thendo;do i=0 to 5;/* call hz(a(0)); */end;do i=0 to 3;/* call hz0; */end;tem=a(k1);if k1=7 then tem=a(8);a(k1)=0aah;if k1=7 then a(8)=0aah;call display;call time(254);call time (254);a(k1)=tem;if k1=7 then a(8)=tem;call display;call time(254);call time(254);call time(254);time1=time1-1;if mk=0 thendo;call time(100); /*MOD KEY PROCESS*/ TIME1=30;IF MK=0 THENDO;k1=k1-1;DO WHILE K1=0FFH;K1=7;END;END;end;IF SK=0 THENDO;CALL TIME(100); /*SET KEY PROCESS*/ TIME1=30;IF SK=0 THENDO;tem=tem+1;tem=dec(tem);DO CASE K1;DO WHILE tem=7;/*week*/tem=0;END;DO WHILE tem=60H;/*scond*/tem=0;END;DO WHILE tem=60H;/*minute*/tem=0;END;DO WHILE tem=24H;/*hour*/tem=0;END;DO WHILE tem=32H;/*date*/tem=1;END;DO WHILE tem=13H;/*month*/tem=1;END;DO while tem=100h; /* YEAR */tem=00;END;DO WHILE TEM>=21H;tem=19H;END;END;A(K1)=tem;if k1=7 then a(8)=tem;END;END;END;END;end key;main$program:mk=1;sk=1;temp1=0;num=0;p32=1;if sk=0 then call beginset;clk=0;da=0;ale=1;loop:do while mk=1 ;if a(0)>6 then a(0)=0;command=0bfh;call rbyt8;call display;do while mk=0;call key;call wbyt1(8eh,0);command=0beh;call wbyt8;call wbyt1(0C0H,A(8));call wbyt1(8eh,80h);end;end;goto loop;end start;例3:一个6位LED、4个按键的显示板按键和显示是单片机系统的基本输入输出部件，下面介绍一个由74LS164驱动的6位数码管和4个按键组成的通用仪表面板。

一、矩阵键盘按键的数码管显示1．实验目的(1)掌握VHDL语言的语法规范，掌握时序电路描述方法(2)掌握多个数码管动态扫描显示的原理及设计方法2．实验所用仪器及元器件计算机一台实验板一块电源线一根扁平线一根下载线一根3．实验任务要求设计出4*4矩阵键盘对某一按键按下就在数码管显示一个数字。

按键从左上角到右下角依次为1，2， (16)4．实验原理按键模块原理键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出4行为高电平，然后输出4列为低电平，在读入输出的4行的值，通常高电平会被低电平拉低，如果读入的4行均为高电平，那么肯定没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。

同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。

键盘键值的获取:键盘上的每一个按键其实就是一个开关电路，当某键被按下时，该按键的接点会呈现0的状态，反之，未被按下时则呈现逻辑1的状态。

扫描信号由row进入键盘，变化的顺序依次为1110-1101-1011-0111-1110。

每一次扫描一排，依次地周而复始。

例如现在的扫描信号为1011，代表目前正在扫描9,10,11,12这一排的按键，如果这排当中没有按键被按下的话，则由column 读出的值为1111；反之当9这个按键被按下的话，则由column读出的值为1110。

根据上面所述原理，我们可得到各按键的位置与数码关系如表所示：1110 1110 1110 1110 1101 1101 1101 1101row1110 1101 1011 0111 1110 1101 1011 0111 column1 2 3 4 5 6 7 8键值row 1011 1011 1011 1011 0111 0111 0111 0111 column 1110 1101 1011 0111 1110 1101 1011 0111键值9 10 11 12 13 14 15 16动态显示原理为使得输入控制电路简单且易于实现，采用动态扫描的方式实现设计要求。

实验四数码管的动态显示实验班级通信1102 姓名谢剑辉学号20110803223 指导老师袁文澹一、实验目的熟悉掌握数码管动态显示的基本方法；根据已知电路和设计要求在实验板上实现数码管动态显示。

根据已知电路和设计要求在PROTEUS平台仿真实现控制系统。

二、实验内容1、在STC89C52实验平台的4位数码管上实现动态显示0123→1234→2345→3456→4567→5678→6789→7890→8901→9012→0123→不断反复，每隔2s切换显示内容。

2、思考：如何实现当4位数码管显示的内容中有“1”时，蜂鸣器蜂鸣。

三、实验原理实验要求“4位数码管上实现动态显示0123→1234→2345→3456→4567→5678→6789→7890→8901→9012→0123→不断反复，每隔2s切换显示内容”。

动态扫描可以实现要求。

简单地说，动态扫描就是选通一位，送一位数据。

原理图中的P10~P13是位选信号，即选择哪个数码管显示数字；P00~P07是段码，即要显示的数字。

可以通过依次选通一位7段数码管并通过P0端口送出显示数据。

由于人眼的视觉残留原理，如果这种依次唯一选通每一位7段数码管的动作在0.1s内完成，就会造成多位数码管同时点亮显示各自数字的假象。

本实验使用中断，实现每2s更新一次数字。

四、实验方法与步骤设计思路和方法：1、根据电路图，分析数码管动态显示的设计思路，使用中断实现每2秒更新一次数字的设计思路，以及实现当4位数码管显示的内容中有“1”时，蜂鸣器蜂鸣的设计思路。

（1）数码管动态显示的原理如“实验原理”里所述，不赘述；（2）使用中断实现每2s更新一次数字的设计思路：本次实验使用Timer0中断，由于其定时时间最大为65536us，不能实现2s的长延时，那么可以使用多次中断来实现，并且在中断到来时，不断地死循环显示数字，即根据动态显示原理“选通一位，来一位数据”。

由于最大的数字为9，则（x%10），（x+1）%10，（x+2）%10，（x+3）%10分别是千位，百位，十位，个位上的数字。

TM1637四段数码管模块驱动：轻松上手，点亮你的数字生活一、模块简介1. 支持共阴极或共阳极数码管；2. 内置键扫描电路，可驱动8个按键；3. 通过两个IO口与单片机通信，节省IO资源；4. 可调节显示亮度，满足不同环境需求。

二、模块接口及引脚功能TM1637四段数码管模块共有6个引脚，分别为VCC、GND、DIO、CLK、KEY1和KEY2。

各引脚功能如下：1. VCC：电源正极，接3.3V或5V电源；2. GND：电源负极，接GND；3. DIO：数据输入/输出引脚，与单片机IO口相连；4. CLK：时钟引脚，与单片机IO口相连；5. KEY1、KEY2：按键引脚，可接至单片机IO口，实现按键功能。

三、驱动原理TM1637四段数码管模块的驱动原理如下：1. 初始化：上电后，对TM1637进行初始化，设置显示亮度、扫描频率等参数；2. 数据写入：通过DIO和CLK引脚，将显示数据写入TM1637内部寄存器；3. 显示更新：TM1637内部自动扫描数码管，根据寄存器中的数据更新显示内容；4. 按键扫描：TM1637内置键扫描电路，可实时检测按键状态，并将结果输出至单片机。

四、编程控制1. 引入TM1637库文件；2. 初始化TM1637对象，并设置CLK和DIO引脚；3. 编写显示函数，将数据写入数码管；4. 编写按键扫描函数，检测按键状态。

include <TM1637.h>// 定义CLK和DIO引脚define CLK 2define DIO 3TM1637 tm1637(CLK, DIO);void setup() {// 初始化TM1637tm1637.init();// 设置显示亮度（07）tm1637.setBrightness(5);}void loop() {// 显示数字09for (int i = 0; i < 10; i++) {tm1637.display(i);delay(1000);}}五、模块应用场景1. 时间显示：制作时钟、计时器等，实时展示时间信息；2. 温度显示：配合温度传感器，实时监测环境温度；3. 电压/电流显示：用于电子秤、电源等设备，显示电压或电流值；4. 计数器：用于运动会、比赛等场合，记录选手成绩或得分；5. 智能家居：作为家居设备的一部分，显示各种传感器数据。