顯示系統(tǒng)測試

學(xué)習(xí)情境2簡易電子表的制作與調(diào)試

子情境1顯示系統(tǒng)測試子情境2方波發(fā)生器的制作與調(diào)試

子情境3簡易電子表的制作與調(diào)試子情境1顯示系統(tǒng)測試

任務(wù)1數(shù)碼管靜態(tài)顯示測試一、任務(wù)說明學(xué)習(xí)數(shù)碼管靜態(tài)顯示的實現(xiàn)方法并利用數(shù)碼管顯示8個2。二、任務(wù)分析1.七段數(shù)碼管的工作原理1)七段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)七段數(shù)碼管由8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0

9、字符A

F、H、L、P、R、U、Y、符號“

”及小數(shù)點“

”。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖2.1（a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖2.1（b）和圖2.1（c）所示。

圖2.1數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖

（a）外型結(jié)構(gòu)；（b）共陰極；（c）共陽極

2)數(shù)碼管工作原理

共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。

3)數(shù)碼管字形編碼

要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符，必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼。對照圖2.1（a），字型碼各位定義為：數(shù)據(jù)線D0與a字段對應(yīng)，D1與b字段對應(yīng)……，依此類推。如使用共陽極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對應(yīng)字段亮，數(shù)據(jù)為1表示對應(yīng)字段暗；如使用共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對應(yīng)字段暗，數(shù)據(jù)為1表示對應(yīng)字段亮。如要顯示“0”，共陽極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：11000000B（即C0H）；共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：00111111B（即3FH）。依此類推，可求得數(shù)碼管字形編碼如表2.1所示。表2.1數(shù)碼管字型編碼表顯示字符字型共陽極共陰極dpgfedcba字型碼dpGfedcba字型碼0011000000C0H001111113FH1111111001F9H0000011006H2210100100A4H010110115BH3310110000B0H010011114FH441001100199H0110011066H551001001092H011011016DH661000001082H011111017DH7711111000F8H0000011107H881000000080H011111117FH991001000090H011011116FHAA1000100088H0111011177HBB1000001183H011111007CHCC11000110C6H0011100139H

續(xù)表顯示字符字型共陽極共陰極

dpgfedcba字型碼dpGfedcba字型碼DD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HFF100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173HRR11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHYY1001000191H011011106EH

10111111BFH0100000040H..011111117FH1000000080H熄滅滅11111111FFH0000000000H

LED七段數(shù)碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式，下面分別加以敘述。

2.數(shù)碼管靜態(tài)顯示1)靜態(tài)顯示概念靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。圖2.2靜態(tài)顯示電路示意圖

這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽極）。每個數(shù)碼管的8個字段分別與一個8位I/O口地址相連，I/O口只要有段碼輸出，相應(yīng)字符即顯示出來，并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼。采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用CPU時間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場合。

2)多位靜態(tài)顯示接口應(yīng)用（不要求掌握）數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式其硬件及軟件都非常簡單，但其只能顯示一位，如要用P1口顯示多位，則每位數(shù)碼管都應(yīng)有各自的鎖存、譯碼與驅(qū)動器，還需有相應(yīng)的位選通電路。位選通電路輸出位碼。硬件電路設(shè)計如下：

P1口的段碼輸出直接接至鎖存器的輸入端，鎖存器采用74LS373（或74LS273、74LS374）。鎖存器的輸出接至數(shù)碼管的各段，同時還經(jīng)300

上拉（或限流）電阻接至電源。位選通電路由P3口的P3.0（RXD）、P3.1（TXD）和P3.2（INT0）與3-8譯碼器74LS138連接組成。74LS138輸出的位碼經(jīng)倒相器74LS04后接至74LS373的使能端LE（或74LS273、74LS374的時鐘端），以此來控制相應(yīng)顯示位段碼數(shù)據(jù)的刷新。

圖2.3六位數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路

3、項目板硬件分析項目板上數(shù)碼管電路圖如圖2.4所示。數(shù)碼管為共陽極連接。想要8個數(shù)碼管一起顯示字符‘2’，應(yīng)先在數(shù)碼管控制口輸入8個低電平，經(jīng)Q1~Q8取反后，每個數(shù)碼管的公共端（圖中6、8、9、12號管腳）加載高電平，8個數(shù)碼管允許工作；然后通過公用的數(shù)據(jù)口（字形口）輸出字符‘2’的共陽極七段字形碼“A4H”給每個數(shù)碼管即可實現(xiàn)。圖2.4數(shù)碼管電路圖我們利用單片機(jī)的P0口連接數(shù)碼管的字形口，P2口連接數(shù)碼管的控制口，電路連接示意圖如圖2.5。圖2.5電路連接示意圖

4、軟件分析1）整體分析：數(shù)碼管靜態(tài)顯示的控制順序為先通過控制口選通要點亮的管子，再通過字形口傳輸要顯示的字形碼。程序設(shè)計極其簡單。2）程序流程圖：

開始控制字00H送P2字形碼A4H送P0結(jié)束圖2.6靜態(tài)顯示程序流程圖三、任務(wù)實施步驟1：各小組按照流程圖設(shè)計個部分程序。步驟2：程序匯編無誤后，利用ISP軟件和下載線將目標(biāo)文件（.HEX）程序代碼寫入本組的單片機(jī)芯片中。步驟3：接通直流電源，啟動電路板觀察現(xiàn)象，如現(xiàn)象不對則重復(fù)步驟1、2。步驟4：現(xiàn)象無誤，請求教師檢查、評價。步驟5：編制項目報告并提交。四、任務(wù)總結(jié)

數(shù)碼管靜態(tài)顯示的優(yōu)缺點分析。優(yōu)點：亮度高，且占用CPU時間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制。缺點：數(shù)據(jù)口公用，多位顯示只能顯示相同字符。若要構(gòu)成顯示不同內(nèi)容的多位靜態(tài)顯示則所需硬件擴(kuò)展資源太多，硬件電路復(fù)雜，成本高。

所以多位顯示一般采用數(shù)碼管動態(tài)顯示控制方式。任務(wù)2數(shù)碼管動態(tài)顯示測試

一、任務(wù)說明

學(xué)習(xí)數(shù)碼管動態(tài)顯示的實現(xiàn)方法并利用數(shù)碼管顯示當(dāng)日的日期。二、任務(wù)分析

1、硬件分析電路連接示意圖見圖2.5。動態(tài)顯示概念：動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制；各位的位選線（公共陰極或陽極）由另外的I/O口線控制。動態(tài)方式顯示時，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同的時刻分別顯示，但由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。但要想得到持續(xù)顯示結(jié)果必須不斷重復(fù)位掃描的過程，若停止掃描則顯示也隨之消失。采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且占用CPU。2、軟件分析

1）整體分析：整個程序不斷重復(fù)執(zhí)行位掃描部分，保持日期顯示的結(jié)果。位掃描要用到循環(huán)程序，顯示8個字符就需要循環(huán)8次，每次循環(huán)中都要先通過P2接口選通一個數(shù)碼管，然后通過P0接口傳送相應(yīng)的字形碼，顯示字符。

2）程序流程圖：

如圖2.7所示。圖2.7數(shù)碼管動態(tài)顯示流程圖3）查表程序①關(guān)鍵指令MOVC指令名稱：查表指令。指令功能：讀程序存儲器ＲＯＭ，實現(xiàn)查表功能。前提是要利用數(shù)據(jù)定義偽指令在ＲＯＭ中建立起常數(shù)表格來。常數(shù)表格在ＲＯＭ中存放的首地址稱為表頭地址，常數(shù)表中每個數(shù)據(jù)與表頭之間的地址差稱為該數(shù)據(jù)的表內(nèi)偏移量。一般建立常數(shù)表示按照序號的順序，這樣表內(nèi)偏移量就是要查表的數(shù)據(jù)本身。查表的作用：常用來完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，省略復(fù)雜運(yùn)算。如某數(shù)據(jù)的求平方根，求某字符的七段字形碼等。指令格式：ＭＯＶＣＡ，＠Ａ＋ＤＰＴＲ其中ＤＰＴＲ存放表頭地址，累加器Ａ存放表內(nèi)偏移量（一般就是要查表的數(shù)據(jù)本身）。②例：已知片內(nèi)RAM30H單元存放著1位16進(jìn)制數(shù)，編程求其ASCII碼，并存放到31H單元中。

16進(jìn)制數(shù)的ASCII碼：30H~39H,41H~46H。查表流程：１、將表頭地址送DPTR2、將偏移量送累加器

3、MOVC查表

ORG0000H LJMPST ORG0100HST: MOVDPTR,#TAB MOVA,30H MOVCA,@A+DPTR MOV31H,A SJMP$TAB: DB30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H DB38H,39H,41H,42H,43H,44H,45H,46H END三、任務(wù)實施步驟1：各小組按照流程圖設(shè)計個部分程序。步驟2：程序匯編無誤后，利用ISP軟件和下載線將目標(biāo)文件（.HEX）程序代碼寫入本組的單片機(jī)芯片中。步驟3：接通直流電源，啟動電路板觀察現(xiàn)象，如現(xiàn)象不對則重復(fù)步驟1、2。步驟4：現(xiàn)象無誤，請求教師檢查、評價。步驟5：編制項目報告并提交。四、任務(wù)總結(jié)

數(shù)碼管動態(tài)顯示的優(yōu)缺點分析。優(yōu)點：所需硬件資源少，硬件電路簡單，成本低。

缺點：亮度低，持續(xù)且占