数码管动态显示模块设计.doc

数码管动态显示模块设计 实验目的 1、理解数码管动态显示原理 2、理解数码管动态显示电路的设计方法 3、掌握数码管动态显示程序的设计方法 4、掌握单片机定时器与中断系统的使用方法 实验仪器 单片机开发板、万利仿真机、稳压电源、计算机 实验原理 数码管动态显示原理 几乎所有的单片机应用系统都要用到数码显示。数码显示是一个占用IO资源较多、程序设计较复杂的模块。在设计时，应从IO占用与软件复杂程度两方面考虑。这里以8位数码管动态显示电路以例说明工作原理。电路如图4-4所示。 图4-4 8位数据码动态显示电路 数码管显示器的8个笔划段a-hp同名端连在一起，而每一位数码管显示器的公共端（1，2，3，4）各自独立地受三极管控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于数码管的公共端，而这一端是由74LS164控制的，所以我们只要控制164的输出数据就可以决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的公共端，使各个显示器轮流点亮。 在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。图中100欧电阻起限流作用，保护发光二极管。电阻值越小，发光二极管越亮。2K电阻是位选端限流电阻，保护位选三极管。 由上图可知，这里的数码管是共阳极型。数码管上显示一些符号，必须给数码管的笔形口接低电平信号，给要显示的位公共端送高电平，相应位的数码管就可以显示所要的符号。 数码管动态显示程序设计 数码管动态显示程序包含显示数字、部分字母符号、小数点、数码管闪烁、数码管消隐等。其它程序输出到显示程序的数据既可以是BCD码、二进制码、ASCII码、自定义显示码等。假设显示的符号与数据的对应关系如下： 显示符号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数据 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 显示符号 A B C D E F H 全亮 全暗 - 数据 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 11H 12H 13H 由硬件电路工作原理可知，为了显示稳定的数据，每秒必须显示数据50次以上，才能达到预期目的。 首先设计一个能显示一位数的程序，然后重复执行这段程序，并改变所显示的内容。由上一实验内容可知，可把位选数据的输出用两种方法实现：位选数据每显示一位送一字节；位选数据每显示一位送一位二进制数。程序流程图如4-5所示。 图4-5 数码管动态显示程序流程图 小数点显示原理 在显示数据时，显示小数是一个必要功能。但在前面的分析中，并没有包含显示小数点的内容。小数点的显示方式有： （1）固定式：小数点的显示位置不能改变，程序设计较简单。 （2）特征位式：每位二进制数控制一个小数点的亮暗情况，一个字节同时控制8个。 （3）计数式：用数字控制第N位的小数点亮。如：5表示第5位小数点亮，其它暗。 （4）ASCII码式：送到显示缓冲区的数是ASCII码数据，在包含“.“时，相应位的小数点亮。 这里以第（2）种为例说明，其它方式由读者自行设计。 假定小数点控制数据dispdot的各位情况如下所示。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 第1位小数点开关 第2位小数点开关 第3位小数点开关 第4位小数点开关 第5位小数点开关 第6位小数点开关 第7位小数点开关 第8位小数点开关 当对应位为1时，小数点亮；当对应位为0时，小数点暗。小数点显示的信息可以在显示码输出之前，也可以在扫描一帧结束后单独显示小点数。原理说明：当显示第一位数据时，判断dispdot的D7是否为1，如果为1点亮第一位小数点，为0熄灭第一位小数点。流程图如图4-6所示。 图4-6 小数点控制程序流程图 单片机定时器的工原理 MCS-51 单片机内部有两个16 位可编程的定时器/计数器T0 和T1。它们即可用作定时器方式，又可用作计数器方式。其中T0 由TH0 和TL0 计数器构成；T1 由TH1 和TL1 计数器构成。 工作于定时器方式时，通过对机器周期（新型51单片机可以对振荡周期计数）的计数，即每一个机器周期定时器加1，来实现定时。故系统晶振频率直接影响定时时间。如果晶振频率为12MHZ，则定时器每隔（1/12MHZ）×12=1us 加1。 工作于计数器方式时，对P3.4 或P3.5 管脚的负跳变（1→0）计数。它在每个机器周期的S5P2 时采样外部输入，当采样值在这个机器