实验三动态显示(学生版).doc

实验三、51单片机的编程和应用设计——动态显示窗口的设计与应用

一、 实验目的：
1、 掌握单片机I/O技术和程序设计的综合知识。
2、 掌握数码管显示的基本原理。
二、 实验内容：
设计一个数码管动态显示系统，控制8个数码管动态扫描显示01234567。
三、 实验要求：
设计控制8个数码管动态扫描显示01234567，要求连续地看到01234567这八个数。
四、 实验设备及实验耗材：
计算机一台，WAVE6000软件模拟器，完成ISP下载的XLISP软件，XL1000单片机综合仿真试验仪一台（8个用共阳接法连接的8段数码管，89C51一片，9针对9针的串口线一条，USB电缆一条）
五、 实验基本原理与方法：
预习教科书MCS-51单片机的I/O技术及指令系统中的布尔指令，查找相关资料掌握8段数码管显示的基本原理，分析解决如何在一个屏幕上显示01234567这些不同数字的问题。

共阳接法：低电平亮，高电平灭

数码管部分 JP5（控制数码管的8段）
JP8（输入高电平选中相应的数码管）
数码管实际上是由7个发光管组成的8字形构成的，加上小数点就是8个。我们分别把它命名为ABCDEFGH。由于接法是共阳接法，所以低电平是亮，高电平是灭。例如，我们要显示一个数字2则是C、F、H（小数点）不亮，P0.0-P0.7控制数码管的8段，0为亮，1为灭，从高往低排列，P0.0-P0.7写成二进制为10100010，把它转化为十六进制数为A2H，当然在此之前，还必须指定哪一个数码管亮，这里我们就指定最后一个P2.7。我们把数码管显示数字编制为一个表格。

有了这个表格上面显示一个2的程序则可简化为
LOOP：
CLR P2.7 ;选中左边的数码管
MOV P0,#0A2H
JMP LOOP
END
原理图中把所有数码管的a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受IO线控制。CPU向字段输出口送出字形码，所有显示器接收到相同的字形码，由8个PNP的三极管，来控制这8位哪位工作，例如我们选中P2.7最后一位亮了。同样，如果要选中第一位，将CLR P2.7改为CLR P2.0即可。
这里有一个矛盾，所有数码管的8个笔划段a-h同名端连在一起，那么在一个屏幕上如何显示012345这样不同的数字呢？的确，在这种接法中同一瞬间所有的数码管显示都是相同的，不能显示不同的数字。在单片机里，首先显示一个数，然后关掉，然后显示第二个数，又关掉，那么将看到连续的数字显示，轮流点亮扫描过程中，每个显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应，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，不会由闪烁感。
例如数码管显示01234567这么8个数，在单片机中实际的工作流程如下：先打开P2.0送0，然后关掉P2.0，打开P2.1送1，再关掉P2.1，打开P2.2送2，依次向下，由于速度足够快，那么我们将连续地看到01234567这8个数。
六、 实验方案设计：
1、 采用哪些I/O口完成89C51与数码管的通信。
2、 说明该程序的功能，给程序加上注释。
3、 硬件连接原理图。
七、 实验步骤：
1. 弄清实验内容和实验要求。
2. 复习相关理论知识，提出实验方案，画出程序流程图。
开始
选中第1个数码管
显示0
关显示
延时
选中第2个数码管
显示1
关显示
延时
选中第8个数码管
显示7
关显示
延时
结 束

软件流程图

3. 实验程序，分号后加注释，便于查看和调试。
程序：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN:
CLR P2.0 ;
MOV P0, #28H ;
LCALL DELAY ;
MOV P0, #0FFH ;
SETB P2.0
CLR P2.1 ;
MOV P0, #7EH ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.1
CLR P2.2 ;
MOV P0, #0A2H ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.2
CLR P2.3 ;
MOV P0, #62H ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.3
CLR P2.4 ;
MOV P0, #74H ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.4
CLR P2.5 ;
MOV P0, #61H ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.5
CLR P2.6 ;
MOV P0, #21H ;
LCALL DELAY
MOV P0, #0FFH
SETB P2.6
CLR P2.7 ;
MOV P0, #7AH ;
LCALL DELAY
SETB P2.7
MOV P0, #0FFH
AJMP MAIN ;
DELAY： ;
MOV R7, #2
D1: MOV R6, #25
D2: DJNZ R6, D2
DJNZ R7, D1
RET
END
4. 编译和调试。
伟福软件：
1. 打开伟福WAVE V3.20软件，采用伟福默认的仿真器就可以了。文件——新建文件，在弹出的窗口中输入实验程序，保存为“文件名.asm”文件，若窗口内的部分程序字体颜色发生改变，表示保存成功。
2. 文件——新建项目
加入模块文件：打开刚才已经保存的文件“文件名.asm”
加入包含文件：取消
保存项目“文件名.PRJ”，在项目窗口里可以看到。
3. 确保仿真器——仿真器设置——目标文件里“生成HEX文件”和“生成BIN文件”被勾选上。
4. 项目——编译，调试，编译成功后就会生成“文件名.HEX”文件。
5. 软件调试成功后，完成硬件连接。
接线方法：
1、 接8位数码管的数据线。将数码管部份的数据口 JP5接到CPU部份的P0口JP51。
2、 接8位数码管的显示位线。将数码管部份的显示位口 JP8接到CPU部份的P2口JP52。
6. 将程序烧写到单片机上，试运行。若出现问题，修改程序，重新编译和调试，直至运行成功。
ISP下载烧写程序：
确保实验仪与计算机的串口和电源都连通后，打开软件XLISP，注意串口设置，计算机和试验仪采用的是哪个串口连接，不同的计算机可能会不同，有的是COM1，有的是COM3等，可以采用自动检测功能查找。也可以在打开软件后，选项—串口，更改串口设置。如果串口选择错误，实验将无法进行。
打开（打开生成的HEX文件）——智能一键通。即可看到运行结果。重新烧写程序时应该先擦除上一个的再烧写。
实验结果: 在8个数码管上仿佛同时看到显示01234567.
八、实验报告要求：
1．分析程序，说出程序的功能，画出流程图。
2．程序加注释。
3．画出硬件接口原理电路图。
4. 实验小结（包括理论知识的总结和实验结果的分析）