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1、七段七段LED数码显示接口与控制数码显示接口与控制n实训目的：实训目的：n1.熟悉和掌握熟悉和掌握MCS-51单片机片机与与七段七段LED显示器接口的方法。显示器接口的方法。n2.掌握七段掌握七段LED显示器显示字符的控制方显示器显示字符的控制方法及可编程法及可编程I/O芯片芯片8255的功能和初始化编程的功能和初始化编程的方法。的方法。单片机实训单片机实训&课程设计项目课程设计项目(一一)n实训内容：实训内容：n1.熟悉和掌握单片机与熟悉和掌握单片机与LED七段显示器硬件连七段显示器硬件连接电路的设计；接电路的设计；n2.设计一字符表演程序，使字符设计一字符表演程序，使字符0F在在DJ-59
2、8KC实验箱上的实验箱上的6位位LED显示器上实现自显示器上实现自动顺序逐位循环显示和全显示。动顺序逐位循环显示和全显示。n3.编程将片内编程将片内30H单元的两位单元的两位16进制数转换成进制数转换成三位十进制数三位十进制数,并用并用DJ-598KC实验箱上的左边两位实验箱上的左边两位LED显示两位显示两位16进制数，用右边三位进制数，用右边三位LED上显示转上显示转换的三位十进制值。换的三位十进制值。1.1.七段七段七段七段LEDLED结构及外形图结构及外形图结构及外形图结构及外形图七段七段七段七段LEDLED显示器接口介绍：显示器接口介绍：显示器接口介绍：显示器接口介绍：七段七段LED数
3、码管数码管由七段发光二极由七段发光二极管和小数位发光二极管管和小数位发光二极管组成。组成。字型字型“8.”由由“a，b，c，d，e，f，g，dp”作为标记。发光二极管一般为砷化镓作为标记。发光二极管一般为砷化镓半导体二极管。在发光二极管两端加上半导体二极管。在发光二极管两端加上正向电压，则发光二极管发光。如图正向电压，则发光二极管发光。如图（c）所示，每个发光二极管称为一字段。）所示，每个发光二极管称为一字段。七段七段LED有共阴极和共阳极两种结构形有共阴极和共阳极两种结构形式。式。共阳极接法：把发光二极管的阳极共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成共阳。使用时公共阳极接连在一起构成共阳。
4、使用时公共阳极接VCC，当某阴极端为低电平时，该段发，当某阴极端为低电平时，该段发光二极管就导通发光。如图（光二极管就导通发光。如图（b）所示。）所示。共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接共阴极接GND，当某阳极端为高电平时，该段发光二极管就导通发光。，当某阳极端为高电平时，该段发光二极管就导通发光。如如图（图（a）所示。）所示。2.2.七段七段七段七段LEDLED的字型码的字型码的字型码的字型码dpgfedcba字型码格式字型码格式 D7 D0由于七段由于七段LED数码管包含七段发数码管包含七段发光二
5、极管和小数位光二极管和小数位发光二极管，故共发光二极管，故共需需8位位I/O口线进口线进行控制。行控制。为了显示字符，为了显示字符，必须为必须为LED显示器显示器提供显示的段码提供显示的段码（或称字形代码），（或称字形代码），其段码为一个字节。其段码为一个字节。各段码位的对应关各段码位的对应关系如上图所示。系如上图所示。七段七段LED字型码字型码如右表所示。如右表所示。3.LED显示电路显示电路n由由n个个LED显示块可构成显示块可构成n位位LED显示器，需要显示器，需要n根位选线和根位选线和8n根根段选线。根据显示电路不同，位选线和段选线的联接方式不同，实际所段选线。根据显示电路不同，位选线
6、和段选线的联接方式不同，实际所需的位选线和段选线的根数也不一样。显示电路主要有静态显示和动态需的位选线和段选线的根数也不一样。显示电路主要有静态显示和动态显示二种。显示二种。n静态显示电路静态显示电路:LED显示器工作在静态显示时，其公共阳极显示器工作在静态显示时，其公共阳极(或或阴极阴极)接接VCC(或或GND)，一直处于显示有效状态，所以每一位的显示内，一直处于显示有效状态，所以每一位的显示内容必须由锁存器加以锁存，显示各位相互独立。容必须由锁存器加以锁存，显示各位相互独立。n动态显示电路动态显示电路:将所有位的段选线的同名端联在一起，由一个将所有位的段选线的同名端联在一起，由一个8位位I
7、/O口控制，形成段选线的多位复用。而各位的公共阳极或公共阴极口控制，形成段选线的多位复用。而各位的公共阳极或公共阴极则分别由相应的则分别由相应的I/O口线控制，实现各位的分时选通，即同一时刻只有口线控制，实现各位的分时选通，即同一时刻只有被选通位是能显示相应的字符，而其他所有位都是熄灭的。被选通位是能显示相应的字符，而其他所有位都是熄灭的。n由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，则会造成多由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，则会造成多位同时点亮的假象。这就需要单片微机不断地对显示进行控位同时点亮的假象。这就需要单片微机不断地对显示进行控制，牺牲制，牺牲CPU时间来换取元件
8、的减少以及显示功耗的降低。时间来换取元件的减少以及显示功耗的降低。（1）LED动态显示逻辑电路连接图动态显示逻辑电路连接图n工作过程：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的工作过程：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置代显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置代码送入字位锁存器锁存。为防止闪烁，每位显示时间在码送入字位锁存器锁存。为防止闪烁，每位显示时间在12ms，然后显示另一位，然后显示另一位，CPU需要不断地进行显示刷新。需要不断地进行显示刷新。（2）基于）基于89C51的的LED动态显示电路动态显示电路（3）DJ-598KC实
9、验系统实验系统LED逻辑电路逻辑电路可编程并行可编程并行I/O接口接口8255介绍介绍8255A的逻辑结构和信号引脚的逻辑结构和信号引脚n 8255A是一个是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片，引脚的双列直插式集成电路芯片，其逻辑结构如其逻辑结构如下图下图所示。所示。n按功能可把按功能可把8255A分为三个逻辑电路部分，即：分为三个逻辑电路部分，即：n口电路、总线接口电路和控制逻辑电路。口电路、总线接口电路和控制逻辑电路。n口电路口电路n8255A共有三个共有三个8位口，其中位口，其中A口和口和B口是单纯的数口是单纯的数据口，供数据据口，供数据I/O使用。而使用。而C口则既可以作数据口，又可
10、口则既可以作数据口，又可以作控制口使用，用于实现以作控制口使用，用于实现A口（由口（由PC7PC4提供）提供）和和B口（由口（由PC3PC0提供）的控制功能。提供）的控制功能。8255A的逻辑结构和信号引脚的逻辑结构和信号引脚总线接口电路总线接口电路n总线接口电路用于实现总线接口电路用于实现8255A和单片微机的信号连接。和单片微机的信号连接。n其中包括：其中包括：数据总线缓冲器；数据总线缓冲器；读读/写控制逻辑。写控制逻辑。n控制逻辑电路控制逻辑电路n控制逻辑电路包括控制逻辑电路包括A组控制和组控制和B组控制，合在一起构成组控制，合在一起构成8位控位控制寄存器。用于存放各口的工作方式控制字。
11、制寄存器。用于存放各口的工作方式控制字。n8255A工作方式及数据工作方式及数据I/O操作操作n8255A的工作方式的工作方式8255A共有三种工作方式：共有三种工作方式：n方式方式0基本输入基本输入/输出方式输出方式方式方式1选通输入选通输入/输出方式输出方式方式方式2双向数据传送方式双向数据传送方式n8255A的数据的数据I/O操作操作n8255A的数据的数据I/O操作有两种工作方式：操作有两种工作方式：数据输入操作；数据输入操作；数据输出操作数据输出操作8255A控制字及初始化编程控制字及初始化编程n8255A是可编程接口芯片，共是可编程接口芯片，共有两种控制字，即有两种控制字，即825
12、5A工作方式工作方式控制字和控制字和C口位置位口位置位/复位控制字。复位控制字。n工作方式控制字工作方式控制字n工作方式控制字用于确定各口工作方式控制字用于确定各口的工作方式及数据传送方向。其格的工作方式及数据传送方向。其格式如右图所示。式如右图所示。nC口位置位口位置位/复位控制字复位控制字nC口的每一位都可以进行置位或口的每一位都可以进行置位或复位。对复位。对C口各位的置位或复位是由口各位的置位或复位是由位置位位置位/复位控制字进行的。复位控制字进行的。8255A的位置位的位置位/复位控制字格式如右图所复位控制字格式如右图所示。示。nD7是该控制字的特征位，其状态固是该控制字的特征位，其状
13、态固定为定为0。在使用中，控制字每次只能。在使用中，控制字每次只能对对C口中的一位进行置位或复位。口中的一位进行置位或复位。工作方式控制字工作方式控制字C口位置位口位置位/复位控制字复位控制字8255A与与80C51的接口电路实例的接口电路实例由图分析：由图分析：8255的的CS采用部分译码线选法连接采用部分译码线选法连接PA地址为地址为7FFCH(A15=0，A1=0，A0=0)PB地址为地址为7FFDH(A15=0，A1=0，A0=1)PC地址为地址为7FFEH(A15=0，A1=1，A0=0)控制寄存器地址为控制寄存器地址为7FFFH(A15=0，A1=1，A0=1)DJ-5198KC实
14、验箱实验箱8255的的I/O口地址分配口地址分配n ORG 0100Hn MOV SP,#50H START:MOV R7,#0FFHn MEMS:INC R7n MOV A,R7n MOV DPTR,#TABLEn MOVC A,A+DPTRn MOV 20H,An ACALL SOX0n CJNE R7,#0FH,MEMSn MOV R7,#0nMEMS2:MOV A,R7n MOV DPTR,#TABLEn MOVC A,A+DPTRn MOV 20H,An ACALL SOX1n INC R7n CJNE R7,#10H,MEMS2n SJMP START ORG 01A0HnSOX0
15、:MOV P2,#0FFHn MOV DPTR,#0FF23H;8255初始化初始化n MOV A,#88Hn MOVX DPTR,An MOV A,20Hn MOV R0,#21H ;字型段码口地址字型段码口地址n MOV R1,#20H ;字型位码口地址字型位码口地址n MOVX R0,An MOV A,#0C0Hn MOVX R1,An MOV R2,#20Hn LCALL DELYn RET SOX1:MOV P2,#0FFH MOV DPTR,#0FF23H MOV A,#88H MOVX DPTR,A MOV A,20H MOV R0,#21H MOV R1,#20H MOVX R
16、0,A MOV A,#0FE H SOX2:MOVX R1,A MOV R2,#20H LCALL DELY RL A CJNE A,#0BFH,SOX2 RET DELY:PUSH 02H DEL2:PUSH 02H DEL3:PUSH 02H DEL4:DJNZ R2,DEL4 POP 02H DJNZ R2,DEL3 POP 02H DJNZ R2,DEL2 POP 02H DJNZ R2,DELY RETTABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH END
17、0f160f16个字符自动循环显示参考个字符自动循环显示参考程序：程序：6位位LED全显示全显示子程序子程序七段字符七段字符循环显示循环显示子程序子程序将片内将片内30H单元的两位单元的两位16进制数转换成三位十进制数参考程序：进制数转换成三位十进制数参考程序：nORG0000HnLJMPSTARTnORG0100H;转换程序段转换程序段START:MOVR0,#30HnMOVA,R0nMOVB,#64H;取百位数取百位数nDIVABnINCR0nMOVR0,AnMOVA,BnMOVB,#0AH;取十位数取十位数nDIVABnINCR0nMOVR0,AnMOVA,B;取个位数取个位数nINCR
18、0nMOVR0,A;8255初始化初始化DISP:MOVDPTR,#0FF23HMOVA,#88HMOVXDPTR,A;显示两位显示两位16进制数进制数LOOP:MOVR0,#30HMOVA,R0ANLA,#0F0HSWAPAMOVDPTR,#SEGMOVCA,A+DPTRMOVDPTR,#0FF21HMOVXDPTR,AMOVA,#0DFHMOVDPTR,#0FF20HMOVXDPTR,AACALLDLMOVA,R0ANLA,#0FHMOVDPTR,#SEGMOVCA,A+DPTR;LED显示程序段显示程序段nMOVDPTR,#0FF21HnMOVXDPTR,AnMOVA,#0EFHnMOV
19、DPTR,#0FF20HnMOVXDPTR,AnACALLDLn；显示；显示3位十进制数位十进制数nINCR0nMOVR3,#0FBHnLD0:MOVA,R3nMOVDPTR,#0FF20HnMOVXDPTR,AnMOVDPTR,#SEGnMOVA,R0nDIR0:MOVCA,A+DPTRnMOVDPTR,#0FF21HnDIR1:MOVXDPTR,AnACALLDLnINCR0n(接下页）接下页）MOVA,R3JNBACC.0,LOOPRRAMOVR3,ALJMPLD0；延时子程序；延时子程序DL:MOVR6,#01FHDELAY2:MOVR7,#018HDELAY1:DJNZR7,DELAY1DJNZR6,DELAY2RET；字符；字符09的七段的七段LED代码代码表表SEG:DB0C0H,0F9H,0A4HDB0B0H,99H,92H,82HDB0F8H,80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EHEND