74hc164控制数码管显示系统设计方案

一、数字管结构

数字管由8个发光二极管(以下简称字段)组成，可以通过不同的组合显示数字0~9。数字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阴极连在一起，而共阳极则相反，所有的阳极都连在一起。但不是那种结构，其设计原理基本相同，唯一的区别是驱动电路的设计不同，一般阴极推(Push)电流驱动，共阳极结构拉(Pull)驱动电流的方式。

二、数字管工作原理

共阳极数二极管的阳极(二极管正端)连接在一起。公共阳极通常连接高电平（通常连接电源），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时，连接到该段的字段导通并点亮，各种数字或字符可以根据发光字段的不同组合显示。此时，要求段驱动电路吸收额定段导通电流，并根据未连接电源和额定段导通电流确定相应的限流电阻。

三、单片机简介

单片机在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和制造的，也称为微控制器(MCU)。

74hc164控制数字管显示系统设计方案

一、整体设计

1、 系统组成

该系统的功能由硬件和软件协调完成。 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。系统硬件主要包括主控模块、报警模块、数字管显示模块等。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串行输入并行输出，数字管显示模块完成字符和数字显示功能。 应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序和定时器组成T由0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、时钟信号和复位电路是单片机工作的基本条件。单片机系统的基本工作电路电源电路、时钟电路和复位电路。

(1)电源电路模块设计

为系统板上的其他模块提供电源模块 5V电源。系统板可从USB接口获取 5V电源，即使用相应的配套设施USB从电脑主机上获取线路 5V直流电源。

(2)时钟电路模块设计

单片机的时钟信号为单片机芯片内的各种操作提供时间基准。 时钟电路是单片机产生时钟脉冲序列的典型晶体振荡频率，作为单片机工作的时间基准MHz。

由于AT89S52系列单片机芯片中有时钟振荡电路，因此只要在单片机中使用内部时钟模式XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，足以成为单片机内的自激振荡器和时钟脉冲信号。具体电路如图1-1所示。图中的电容C1和C2的作用是稳定频率，快速振动。

(3)复位电路模块设计

复位电路由单片机或系统中的其他部件确定。

当在MC-51系列单片机RST在引脚处引入高电平并保持两个机器周期，单片机内部进行复位操作。在实际应用中，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。本项目采用案例复位方式，具体电路设计如图1-1所示。在单片机运行过程中，本案例可完成复位操作。

2.报警模块设计

本项目选用蜂鸣器。蜂鸣器的正极连接 5V另一个电源连接到三极管8550的集电极，主要用于信号放大，驱动数字管工作。三极管8550的基极通过限流电阻接收单片机P2的P2.如图1-1所示，蜂鸣器通过控制三极管8550的基极电平来打开或关闭。三极管8550的发射极接地。

3.数字管显示模块设计

本项目选用8段共阳极数码管和数码管a、b、c、d、e、f、g、dp段分别与74hc164的QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG、QH用于控制显示数字的连接。数字管的公共能量端COM连接 5V如电路图1-1

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.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.控制三个独立按钮。

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：

定时器T0中断服务子函数流程图：

164子函数流程图：

C语言程序：