單片機八段數(shù)碼管顯示實驗原理及分析報告

JINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY八段數(shù)碼管顯示實驗原理及分析報告學院計算機工程學院專業(yè)計算機科學與技術(shù)年級班別09計算機科學與技術(shù)1班學號2009404010123學生姓名鄭偉偉指導教師李永2011年1月18日目錄一、實驗項目的目標????????????????????????3二、八段數(shù)碼管顯示實驗原理及分析?????????????????31、實驗線路???????????????????????????32、實驗器材???????????????????????????33、實驗工作原理?????????????????????????44、實驗步驟???????????????????????????55、實驗現(xiàn)象的分析說明??????????????????????56、程序框架圖??????????????????????????67、實驗所用芯片的使用介紹????????????????????7（1）、8155IO/RAM擴展芯片說明?????????????????7（2）、74ls164芯片說明?????????????????????88、實驗代碼分析?????????????????????????8三、調(diào)試?????????????????????????????16四、心得體會???????????????????????????17一、實驗項目的目標：1、了解數(shù)碼管動態(tài)顯示的原理。2、了解74LS164擴展端口的方法。3、利用實驗儀提供的顯示電路,動態(tài)顯示一行數(shù)據(jù)。二、實驗項目的原理1實驗線路：這里只是顯示草圖，詳細原理參見第一章的1.1.15“8155鍵顯模塊”。1、超想-3000TC綜合實驗儀 1臺 2、KEIL仿真器1臺3、計算機 1臺3、實驗工作原理：(1)、本實驗儀提供了8段碼數(shù)碼管LED顯示電路，只要按地址輸出相應數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)對顯示器的控制。顯示共有6位，采用動態(tài)方式顯示。8段數(shù)碼管是由8155的PBO、PB1經(jīng)74LS164"串轉(zhuǎn)并”后輸出得到。6位位碼由8155的PA0口輸出，經(jīng)uA2003反向驅(qū)動后，選擇相應顯示位。74LS164是串行輸入并行輸出轉(zhuǎn)換電路,串行輸入的數(shù)據(jù)位由8155的PB0控制，時鐘位由8155的PB1控制輸出。寫程序時，只要向數(shù)據(jù)位地址輸出數(shù)據(jù)，然后向時鐘位地址輸出一高一低兩個電平就可以將數(shù)據(jù)位移到4LS164中，向顯示位選通地址輸出高電平就可以點亮相應的顯示位。

本實驗儀中數(shù)據(jù)位輸出地址為0el02H，時鐘位輸出地址為0el02H，位選通輸出地址為OelOlH。本實驗涉及到了8155IO/RAM擴展芯片的工作原理以及74LS164器件的工作原理。2）、七段數(shù)碼管的字型代碼表如下表：顯示子gf顯示子gfedcba段碼001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fhA111011177hB11111007chC011100139hD10111105ehE111100179hF111000171h4、實驗步驟：af bge cd。dp1、將KEIL仿真器上40芯排線一端和實驗箱上51CPU板上的40芯排針連接起來，將仿真器連接的USB或串口線與PC機對應的USB或串口連接起來，打開實驗箱電源。2、進入KEIL軟件界面，點擊項目/打開項目（ft俎件.環(huán)境.書H力目話’目!S（ft俎件.環(huán)境.書H力目話’目!SV於畔備打開項目（0）^AuViiiMd99(I)..杏…7■貳「 文件P 19S(V)ljlga>)iWatO)Wff(.)外Skft備(r)XACT)STKCltS) WBhOO在C:\KEIL\UV2\3000TC51配套實驗例程中選擇實驗一，內(nèi)有ASM和C51兩種程序，進入ASM文件夾打開LED項目文件進入如圖所示界面進入如圖所示界面點擊“調(diào)試/運行”可看到8點擊“調(diào)試/運行”可看到8段數(shù)碼管交替顯示0—F5、實驗現(xiàn)象的分析說明（1）實驗說明本實驗儀提供了8段碼數(shù)碼管LED顯示電路，按地址輸出相應數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對顯示器的控制。顯示共有6位，采用動態(tài)方式顯示。8段數(shù)碼管是由8155的PBO、PB1經(jīng)74LS164"串轉(zhuǎn)并”后輸出得到。6位位碼由8155的PA0口輸出，經(jīng)uA2003反向驅(qū)動后，選擇相應顯示位。74LS164是串行輸入并行輸出轉(zhuǎn)換電路,串行輸入的數(shù)據(jù)位由8155的PB0控制，時鐘位由8155的PB1控制輸出。寫程序時，只要向數(shù)據(jù)位地址輸出數(shù)據(jù)，然后向時鐘位地址輸出一高一低兩個電平就可以將數(shù)據(jù)位移到4LS164中，向顯示位選通地址輸出高電平就可以點亮相應的顯示位。本實驗儀中數(shù)據(jù)位輸出地址為0e102H，時鐘位輸出地址為0e102H，位選通輸出地址為Oe1O1H。本實驗涉及到了8155IO/RAM擴展芯片的工作原理以及74LS164器件的工作原理。（2）實驗思路分析將數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)60-65H單元，通過位選信號，段選信號控制，數(shù)碼管顯示相應的內(nèi)容，其中段選信號由查表得到。為了動態(tài)顯示富有變化，每一輪顯示完畢后，需要改變數(shù)據(jù)單元的內(nèi)容。為了數(shù)碼關(guān)顯示不抖動，還需要對每一輪數(shù)據(jù)顯示一定的次數(shù)，具體見代碼。文件8）編輯（E）視圉（V）頂目0*）調(diào)試6）閃存⑹外D文件8）編輯（E）視圉（V）頂目0*）調(diào)試6）閃存⑹外D設(shè)備（r）工具CT）版本控制G）窗口鞘幫助Of）（F弋｝“於佢慮辱學督匡1irm戶Ctrl+F5|RlED-“T“ion3-[C:\Kei3AUV2\3000TB51配套實驗例程\1實墓一八段數(shù)碼営旻示實鑿\AS?\8LED.“10$Q@P電包IG匸刑趣/1睡辺U1運疔（G）耳｝步進⑴喬步越◎（卩跳出當前函數(shù)10）F5F11F10；實驗一八段數(shù)碼管6、程序框圖：7、實驗所用芯片的使用介紹及其在實驗中的作用本實驗涉及到了8155I0/RAM擴展芯片的工作原理以及74LS164器件的工作原理。1、8155IO/RAM擴展芯片（1）8155芯片簡介及作用Intel的8155芯片是40引腳的雙列直插封裝的可編程接口芯片。含有一個14位的減一定時/計數(shù)器，可用于延時、計數(shù)和分頻。含有A、B兩個8位的并行I/O口，一個6位的C并行I/O口，總共可以擴展出22條接線。片內(nèi)有256B的靜態(tài)RAM,可以補充CPU內(nèi)存的不足。為了能夠設(shè)置芯片的工作方式和了解芯片的狀態(tài)，內(nèi)部還有命令寄存器和狀態(tài)寄存器。與CPU相連的引腳有CE、10/M、AD0~AD7、ALE、RD、WR和RESET。CE是片選信號，當CE=0時，芯片才于CPU交換信息。CE接到地址譯碼器上，有整個系統(tǒng)分配給高位地址，以保證任何時候只用一個芯片與CPU交換信息時，不發(fā)生地址沖突。I0/M是接口或內(nèi)部RAM寄存器的選擇線。當I0/M=1時，CPU是對RAM進行操作的。它一般接在CPU的地址線A8上。AD0~AD7

為地址數(shù)據(jù)總線。ALE是地址鎖存信號輸入線。RD、WR分別是讀寫控制信號。RESET是復位線。當RESET=1時8155被復位。（2）74LS164器件的簡介及作用74LS164是一個串行輸入并行輸出的移位寄存器，可用于擴展并行輸出口。74LS165是8位并行輸入串行輸出移位寄存器，可以擴展一個或多個8位并行I/O口VIIMCE曾妄2￡&7_b5J-k.-+-IQVIIMCE曾妄2￡&7_b5J-k.-+-IQLIX.k-4?3mMUIF.LIPLIPLlpllpa.Ipl門円刊幻l^IFJIE251.7対Iti23，IS22f 14ZE如IS;cfa4爍YWAIITO:DISFLkYh iE：CZ：1D2D3L-DSDSD7 —?1011.21?LJ 口?15?L4p三、實驗相關(guān)程序代碼的分析說明：OUTBITequ0e101h;位控制口使OUTBIT代表地址0e101hCLK164equ0e102h;段控制口（接164時鐘位）使CLK164代表地址0e102hDAT164equ0e102h;段控制口（接164數(shù)據(jù)位）使CLK164代表地址0e102hINequ0e103h;鍵盤讀入口使IN代表地址0e103hLEDBufequ60h;顯示緩沖使LEDBuf代表地址60hNum equ 70h ;顯示的數(shù)據(jù)使DelayT代表地址70hDelayT equ 75h ;使DelayT代表地址75horg0000hljmpStartLEDMAP:;八段管顯示碼db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07hdb 7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h字節(jié)數(shù)據(jù)表：把指令中的字節(jié)數(shù)據(jù)表內(nèi)容依次依次裝入標號開始的程序存儲區(qū)Delay:;延時子程序movr7,#0r7,=0時，0-1=ff此次循環(huán)循環(huán)259次DelayLoop:djnzr7,DelayLoop寄存器內(nèi)容減1，不等于0，且跳轉(zhuǎn)djnzr6,DelayLoopr6=1retDisplayLED:顯示緩沖r6=60hmovr1,#6;共6個八段管movr2,#00100000b;從左邊開始顯示movr0,#LEDBufLoop:movdptr,#OUTBITdptr指向0e101hmova,#00hmovx@dptr,a;關(guān)所有八段管mova,@r060h里面的內(nèi)容賦給amovB,#8;送164DLP:rlcamovr3,amovacc.0,cANLA,#0FDH#0FDH=01102h（段控制口控制）movdptr,#DAT164movx@dptr,a累加器內(nèi)容存入外部RAM（16位地址）movdptr,#CLK164

orla,#02hmovx@dptr,aanla,#0fDhmovx@dptr,a通過與操作影響倒數(shù)第二位，產(chǎn)生脈沖mova,r3djnzB,DLPmovdptr,#OUTBITmova,r2a=00100000movx@dptr,a;顯示一位八段管00100000b=0el01h（控制位控制口）movr6,#1callDelay調(diào)用延時程序，使數(shù)據(jù)顯示一段時間mova,r2 ;顯示下一位rra右移指令amovr2,aincr0djnzr1,Loopr1=6movdptr,#OUTBITmova,#0movx@dptr,a;關(guān)所有八段管retStart:movdptr,#0e100h常數(shù)地址移至地址寄存器mova,#03h常數(shù)值移至累加器movx@dptr,a累加器A的內(nèi)容寫入外部RAMmovsp,#40hmovNum,#0Num=0MLoop:incNum自加內(nèi)容加一即Num=1mova,Nummovb,amovr0,#LEDBuf顯示緩沖r0=60h地址里的內(nèi)容FillBuf:mov a,banl a,#0fh與操作，屏蔽高四位movdptr,#LEDMap八段顯示碼地址移至地址寄存器movca,@a+dptr ;數(shù)字轉(zhuǎn)換成顯示碼程序存儲器內(nèi)容移至累加器mov@r0,a ;顯示在碼填入顯示緩沖把LEDMAP表示的內(nèi)容存到60h~66hincr0寄存器自加incbcjner0,#LEDBuf+6,FillBufmovDelayT,#30DispAgain:callDisplayLED;顯示調(diào)用子程序djnzDelayT,DispAgainDelayT里的內(nèi)容減1再與0比較，不相等則跳轉(zhuǎn)ljmpMloop長跳轉(zhuǎn)END用C語言編寫程序/*“驗證式"?實驗十一八段數(shù)碼管顯示*/#include<absacc.h>#defineLEDLen6#definemode0x03;#defineCAddrXBYTE[0xe100]/*控制字地址*/#defineOUTBITXBYTE[0xe101]/*位控制口*/#defineCLK164XBYTE[0xe102]/*段控制口(接164時鐘位)*/#defineDAT164XBYTE[0xe102]/*段控制口(接164數(shù)據(jù)位)*/#defineINXBYTE[0xe103]/*鍵盤讀入口*/unsignedcharLEDBuf[LEDLen];/*顯示緩沖*/codeunsignedcharLEDMAP[]={/*八段管顯示碼*/0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voidDelay(unsignedcharCNT){unsignedchari;while(CNT--!=0)for(i=100;i!=0;i--);voidDisplayLED(){unsignedchari,j;unsignedcharPos;unsignedcharLED;Pos=0x20;/*從左邊開始顯示*/for(i=0;i<LEDLen;i++){OUTBIT=0;/*關(guān)所有八段管*/LED=LEDBuf[i];for(j=0;j<8;j++){/*送164*/if(LED&0x80)DAT164=1;elseDAT164=0;CLK164=CLK164|0x02;CLK164=CLK164&0xfd;LED<<=1;}OUTBIT=Pos;/*顯示一位八段