LED数码管显示器设计实践

1.任务描述

在单片机控制系统中，常采用LED数码管来显示各种数字和符号。这种显示器显示清晰、亮度高、接口方便，广泛用于各种控制系统中。

本项目用单片机控制一个LED数码管。要求：数码管循环显示0～9这十个数，每个数字显示时间为0.5s。

2.总体设计

图4-15　LED数据管显示器系统结构图

按照要求完成LED数码管显示数字的设计任务，我们选择AT89S51单片机作为主控制器，系统硬件电路由单片机最小系统电路、LED数码管显示电路组成。LED数码管由7个（或8个）发光二极管构成，数码管有共阴极和共阳极两种结构，作为常用的输出设备，可以将数码管的各段分别连接于单片机的任一端口。

应用软件采用模块化设计方法，其主要由主程序和延时子程序组成，主程序架构采用循环结构实现数字的循环显示。延时子程序实现0.5s的延时。所显示字符的段码采用数组获取。即首先定义一个数组，数组中的元素依次为要显示的数字或字符的字形码，然后主程序依次取数组元素送输出口即可。系统结构如图4-15所示。

3.硬件设计

实现该项目的硬件电路中包含的主要元器件为：AT89S51 1片、共阴极数码管1个、12MHz晶振1个、电阻和电容等若干。该项目的原理图如图4-16所示。单片机的P1口接一个共阴极LED数码管组成显示电路。

图4-16　LED数码管显示器硬件电路原理图

4.软件设计

软件流程图如图4-17所示。(https://www.xing528.com)

源程序如下：

图4-17　LED数码管　显示器流程图

5.虚拟仿真与调试

LED数码管显示器的Proteus仿真硬件电路图如图4-18所示，在Keil μVision3与Proteus环境下完成LED数码管显示器的仿真调试。观察调试结果，LED可循环显示0～9这十个数，每个数字显示时间为0.5s。

图4-18　LED数码管显示器Proteus仿真硬件电路图

6.能力拓展

（1）让该LED数码管从9开始显示到0，再从头开始，如何实现？

（2）将共阴极数码管改为共阳极数码管，如何实现0～9依次显示？