【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 光二極管的陽(yáng)極接在一起，稱為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入低平有效，當(dāng)某段輸入低電平該段便發(fā)光，如圖 所示。 a .共陰極 b .共陽(yáng)極 圖 七段 LED顯示器 （ 3） LED 動(dòng)態(tài)顯示接口： LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管K1K2K3K4K5K6K7K8+5V89S51沈陽(yáng)大學(xué) 11 的段選碼和對(duì)應(yīng)于該位 數(shù)碼管的位選控制信號(hào)，一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。對(duì)每位數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，如此循環(huán)。利用人眼的“視覺(jué)暫留”效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。在動(dòng)態(tài)顯示方式中，同一時(shí)刻，只有一位 LED 數(shù)碼管在顯示，其他各位是關(guān)閉的。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms 左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。不能太小，因而發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間太小，發(fā)光太弱人眼無(wú)法看清。但也不能太大，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用 CPU 時(shí)間也越多。 采用動(dòng)態(tài)顯示 方式比較節(jié)省 I/O 接口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)， CPU 要依次掃描，占用 CPU 較多的時(shí)間。 用 MCS51 單片機(jī)構(gòu)建七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)時(shí)， 4 位數(shù)碼管均采用共陰極LED， p0 接口作為段選碼輸出口， 8 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS244 總線驅(qū)動(dòng)器作為字形驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過(guò) 8路驅(qū)動(dòng)電路后接至數(shù)碼管的各段，字形驅(qū)動(dòng)輸出 0時(shí)發(fā)光。 P2 接口作為位選碼輸出口， 4 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS07（ OC 門驅(qū)動(dòng)器），當(dāng) C 接口線輸出 1 時(shí)，選通相應(yīng)位的數(shù)碼管工作。 電路原理 電路的核心是 89S51 單片機(jī)，其內(nèi)部帶有 4KB的 FlashROM,無(wú)須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器；電腦沒(méi)有大量的運(yùn)算和暫存數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的 128B 片內(nèi) RAM 已能滿足要求，也不必?cái)U(kuò)展片外 RAM，系統(tǒng)配備 4 位 LED 顯示和 2個(gè)單接口鍵盤，采用 P0接口外接 8 路反相三態(tài)緩沖器 74LS244 作 LED 動(dòng)態(tài)掃描的段碼控制驅(qū)動(dòng)信號(hào) ,用 P1 接口的 74LS07做為 4位 LED的位選信號(hào)驅(qū)動(dòng)口， LED 共陰極端與 74LS07 的輸出端相連；按鍵接口，由 , 來(lái)完成。 P3 口接交通指示燈，整個(gè)系統(tǒng)采用查表的方發(fā)，將 交通燈的顯示情況和數(shù)碼管的計(jì)時(shí)情況，分別以代碼的形式送到指示燈和 LED數(shù)碼管，啟動(dòng)定時(shí)器，同時(shí)調(diào)用顯示程序，和查詢按鍵。利用軟件計(jì)數(shù)器的方法計(jì)時(shí)一秒，利用中斷的方法使計(jì)時(shí)時(shí)間循環(huán)，當(dāng)按下應(yīng)急按鍵時(shí)停止定時(shí)器，送一個(gè)代碼使兩個(gè)方向都亮紅燈，按下一個(gè)按鍵時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，恢復(fù)循環(huán)。如圖 沈陽(yáng)大學(xué) 12 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U189S 511G1A121Y 118A241Y 216A361Y 314A481Y 412VCC20GND102G19B1112Y 19B2132Y 27B3152Y 35B4172Y 43U274L S 244R1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 10R E S 2R 11R E S 2R 12R E S 2R 13R E S 2R 14R E S 2R 15R E S 2R 16R E S 2R 17R E S 2R 19R E S 2R 20R E S 2S3 S W P BS1S W P BS2S W P BD1L E DD2L E DD3L E DD4L E DD5L E DD6L E DD7L E DD8L E DC1C A P1A11Y22A32Y43A53Y6G N D74Y84A95Y105A116Y126A13V C C14U3L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 12L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 13L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 14L E De1d2 3c4dp5b6a78f9g10abcdefgD 15L E DV C CV C CV C CV C C 圖 電路原理圖 沈陽(yáng)大學(xué) 13 4 軟件設(shè)計(jì) 定時(shí)１秒的方法 定時(shí)方法我們采用軟硬件結(jié)合的方法，在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為 20 的軟件計(jì)數(shù)器使定時(shí)器 0 工作于方式 1 定時(shí) 50 毫秒，這樣每當(dāng) T0 到 50 毫秒時(shí) CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中， CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1，然后判斷它是否為零。為零表示 1 秒已到。 定時(shí)器初值計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送初值，將這個(gè)值送到 TH和 TL中。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此工作于方式 1,定時(shí)器為16位計(jì)數(shù)器其定時(shí)時(shí)間由下式計(jì)算： 定時(shí)時(shí)間 =（ 216－ X）振蕩周期 12（或） X=216－定時(shí)時(shí)間／振蕩周期 12 式中 x為 T0的初始值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。 如單片機(jī)的主脈沖頻率為１２ＭＨＺ ，經(jīng)過(guò)１２ 分頻 方式 0 定時(shí)時(shí)間＝ 213 1 微秒＝ 毫秒 方式 1 定時(shí)時(shí)間＝ 216 1 微秒＝ 毫秒 秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題，定時(shí)器需定時(shí) 50 毫秒，故Ｔ 0 工作于方式 1，定時(shí) 20次，就可定時(shí)一秒。 主程序模塊 主程序初始化和按鍵控制，首先將時(shí)間、中斷、次數(shù)、和顯示分別進(jìn)行初始化，然后啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)時(shí)間進(jìn)行判斷，將時(shí)間送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，調(diào)用顯示程序，同時(shí)掃描按鍵程序，用無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令返回 , 再調(diào)用顯示程序，如此周而復(fù)始的 循環(huán)，如圖 沈陽(yáng)大學(xué) 14 保存表地址查時(shí)間表查燈狀態(tài)表掃描按鍵調(diào)用顯示啟動(dòng)T0顯示初始化次數(shù)初始化中斷初始化T0初 始化開(kāi)始 圖 主程序流程圖 主程序： 初值： X=216－定時(shí)時(shí)間／振蕩周期 12＝ 216－ 50ms/1us=15536=3CB0H，TH0=3CH ， TL0=0B0H。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV TMOD, 01H。 令Ｔ 0 為定時(shí)器方式１ MOV TH0, 3CH ；裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, 0B0H SETB EA ；開(kāi)Ｔ 0中斷 SETB TF0 SEBT TＲ 0 ；啟動(dòng)Ｔ 0 計(jì)數(shù)器 沈陽(yáng)大學(xué) 15 MOV R0, 20H ；軟件計(jì)數(shù)器賦初值 LJMP $ ； 等待中斷 中斷服務(wù)程序模塊 進(jìn)入中斷程序后，先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，判斷一秒 鐘到了嗎？如果沒(méi)有到將定時(shí)器重裝初值恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回主程序，如果一秒鐘到了，將軟件計(jì)數(shù)器重初值；判斷指示燈循環(huán)顯示完了嗎？如果沒(méi)完，將保地址重新送入程序計(jì)數(shù)器中，然后再查表下一地址，顯示下一組指示燈狀態(tài)和顯示時(shí)間，保存下一組程序數(shù)據(jù)地址，將定時(shí)器重裝初值，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回主程序，如果完了，查表首地址，查時(shí)間地址，保存下一地址，將定時(shí)器重裝初值，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回主程序。同時(shí)一秒到了應(yīng) 先判斷個(gè)位是否為 0，如果個(gè)位是 0，判斷十位是不是 0，如果十位也是 0，判斷交通燈是否安黃、綠、紅的順序循環(huán)完必，如果沒(méi)循環(huán)完應(yīng)查下一組數(shù) 據(jù)繼續(xù)循環(huán)，如果循環(huán)完必，應(yīng)查表首地址，周而復(fù)始的循環(huán)，如果十位不是 0， 應(yīng)將十位先減 1，個(gè)位送 9，然后返回，再進(jìn)行中斷定時(shí)一秒，然后再判斷，如果個(gè)位不是 0，應(yīng)將個(gè)位減 1，將定時(shí)器重裝初值，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。 重新周而復(fù)始的循環(huán)，如圖 所示。 沈陽(yáng)大學(xué) 16 圖 中斷程序流程圖 顯示程序模塊 顯示程序采用動(dòng)態(tài)顯示，由位碼控制那一個(gè)數(shù)碼管顯示，由段碼控制數(shù)碼管顯示什么數(shù)值，根據(jù)中斷程序顯示時(shí)間來(lái)查表顯示數(shù)值，從第一位到第四位逐個(gè)點(diǎn)亮，同時(shí)每顯示一位判斷一次四位顯示完了嗎？沒(méi)有顯示完進(jìn)行顯示下一位，顯示完了從頭開(kāi)始 再循環(huán)。如圖 沈陽(yáng)大學(xué) 17 將段碼送 口將位碼送 口調(diào)用延時(shí)判斷顯示完了嗎？子程序返回將位碼左移將下一段碼送 口顯示程序入口 圖 顯示程序流程圖 DESPLAY: MOV R2 ,