单片机实验报告——led数码管显示实验

微机实验报告 LED 数码管显示实验 指导教师： 专业班级： 姓名 ： 学号 ： 联系方式 ： 一、 任务要求 实验目的：理解 LED 七段数码管的显示控制原理，掌握数码管与 MCU 的接口技术，能 够编写数码管显示驱动程序；熟悉接口程序调试方法。 实验内容：利用 C8051F310 单片机控制数码管显示器 基本要求： 利用末位数码管循环显示数字 0-9，显示切换频率为 1Hz。 提高要求： 在 4 位数码管显示器上依次显示当天时期和时间，显示格式如下： yyyy (年份) mm.dd（月份.日） hh.mm（小时.分钟） 思考题： 数码管采用动态驱动方式时刷新频率应如何选择？为什么？ 二、 设计思路 C8051F310 单片机片上晶振为 24.5MHz,采用 8 分频后为 3.0625MHz ，输入时钟信 号采用 48 个机器周期。 0 到 9 对应的断码为：FCH、60H、DAH、F2H、66H、B6H、BEH、E0H、FEH、F6H 基础部分： 由于只需要用末位数码管显示，不需要改变位码，所以只需要采用 LED 的静态显 示。采用查表的方法，通过循环结构，每次循环查找数据表下一地址，循环十次后重 新开始循环。每次循环延时 1s，采用定时器 0 定时方式 1。 提高部分： 四个数码管都要显示，所以采用 LED 的动态显示。由于数码管的位选由 P0.7、P0.6 控制，P0 端口的其他引脚都没用到，所以对 P0 端口初始化赋 00H，每次循环加 40H、 选中下一位，四次后十六进制溢出，P0 端口变又为 00H 回到第一个数码管。 每位数码管显示一个段码后都延时 1ms（否则数码管太亮，刺眼）采用定时器 0 定时方式 1，依然采用查表法改变段码值。通过循环： DJNZ R5,BACK MOV R5,#250 DJNZ R4,BACK MOV R4,#8 来控制每种模式的切换时间，我采用 2s 切换一次（8*250*1ms=2s） 。 切换模式，可以采用改变查表法的偏移量来实现，没切换一次模式，偏移量加 04H，三次后回到初始偏移量，来实现三种模式的循环显示。 三、 资源分配 基础部分： P0.7、P0.6：控制数码管的位选 P1：控制数码管段码的显示 R0：控制段选 提高部分： P0.7、P0.6：控制数码管的位选 P1：控制数码管段码的显示 R0：控制位选 R1：控制段选 R3：用于改变偏移量来切换模式 R4、R5：控制循环次数，控制模式切换时间 四、 流程图 基础部分： R00H P1 1sR0 R0=0AH R00H NY 提高部分 R00H1 P0R0R0R0+40H P1A R004H1ms 2s04H 五、源代码 （含文件头说明、资源使用说明、语句行注释） 基础部分： ;* ;Filename:shumaguan.asm ;Description: 利用末位数码管循环显示数字 0-9，显示切换频率为 1Hz。 ;Designed by:gxy ;Date:2012/11/7 ;* $include (C8051F310.inc) ORG 0000H ；复位入口 AJMP MAIN ORG 000BH ；定时器 0 中断入口 AJMP TIME0 MAIN: ACALL Init_Device ；初始化配置 MOV P0,#00H ；位选中第一个数码管 MOV R0,#00H ；偏移指针初值 CLR PSW.1 ；标志位清零 SETB EA ；允许总中断 SETB ET0 ；允许定时器 0 中断 MOV TMOD,#01H ；定时器 0 选工作方式 1 MOV TH0,#06H MOV TL0,#0C6H ；赋初值，定时 1s LOOP: MOV A,R0 ADD A,#0BH ；加偏移量 MOVC A,A+PC ；查表取，段码 MOV P1,A ；段码给 P1 显示 SETB TR0 ；开定时 LOOP1: JNB PSW.1,LOOP1 ；等待中断 CLR PSW.1 INC R0 ；偏移指针加一 CJNE R0,#0AH,LOOP3 MOV R0,#00H ；偏移指针满 10 清零 AJMP LOOP ；返回 DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H ；段码数据表：0、1、2、3、4 DB 0B6H,0BEH,0E0H,0FEH,0F6H； 5、6、7、8、9 ;* ; 定时器 0 中断 ;* TIME0: SETB PSW.1 ；标志位置一 MOV TH0,#06H ；定时器重新赋值 MOV TL0,#0C6H LOOP3: CLR TR0 ；关定时 RETI ;* ;初始化配置 ;* PCA_Init: anl PCA0MD, #0BFh mov PCA0MD, #000h ret Timer_Init: mov TMOD, #001h mov CKCON, #002h ret Port_IO_Init: ; P0.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.4 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.5 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.6 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.7 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.4 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.5 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.6 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.7 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital mov XBR1, #040h ret Interrupts_Init: mov IE, #002h ret Init_Device: lcall PCA_Init lcall Timer_Init lcall Port_IO_Init lcall Interrupts_Init ret end 提高部分： ;* ;Filename: shumaguan2.asm ;Description:在 4 位数码管显示器上依次显示当天时期和时间，显示格式如下： ; 2012 (年份) ; 12.07（月份.日） ; 12.34（小时.分钟） ;Designed by:gxy ;Date:2012/11/7 ;* $include (C8051F310.inc) ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TIME0 MAIN: ACALL Init_Device MOV R0,#00H ;用于位选 MOV R1,#00H ;用于段选 MOV R2,#22H ;置偏移量，用于控制模式 MOV R4,#8 MOV R5,#250 CLR PSW.1 ；标志位清零 SETB EA ；允许总中断 SETB ET0 ；允许定时器 0 中断 MOV TMOD,#01H ；定时器 0 选工作方式 1 MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0C0H ；定时器赋初值 1ms BACK: MOV P0,R0 ；位选 MOV A,R0 ADD A,#40H ；选下一位 MOV R0,A MOV A,R1 ADD A,R2 ；加偏移量 MOVC A,A+PC ；查表取段码 MOV P1,A ；段码给 P1 显示 LOOP: SETB TR0 ；开定时 HERE: JNB PSW.1,HERE ；等待中断 CLR PSW.1 DJNZ R5,BACK MOV R5,#250 DJNZ R4,BACK MOV R4,#8 ；循环 2000 次（2s） MOV A,R2 ADD A,#04H ；偏移量加 04H，到下一模式段码初值地址 MOV R2,A CJNE R2,#2EH,LOOP2 MOV R2,#22H ；加三次后偏移量回到初值 LOOP2: AJMP BACK ；返回进入下一模式 ；段码数据表： DB 0DAH,60H,0FCH,0DAH ； 2102 DB 0E0H,0FCH,61H,60H ； 701. 1 DB 66H,0F2H,0DBH,60H ； 432. 1 ;* ; 定时器 0 中断 ;* TIME0: MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0C0H CLR TR0 SETB PSW.1 INC R1 ；偏移指针加一 CJNE R1,#04H,LOOP MOV R1,#00H ；偏移指针满 04H 清零 RETI ;* ; 初始化配置 ;* PCA_Init: anl PCA0MD, #0BFh mov PCA0MD, #000h ret Timer_Init: mov TMOD, #001h mov CKCON, #002h ret Port_IO_Init: ; P0.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.4 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.5 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.6 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P0.7 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.4 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.5 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.6 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P1.7 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.0 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.1 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.2 - Unassigned, Open-Drain, Digital ; P2.3 - Unassigned, Open-Drain, Digital mov XBR1, #040h ret Interrupts_Init: mov IE, #002h ret Init_Device: lcall PCA_Init lcall Timer_Init lcall Port_IO_Init lcall Interrupts_Init ret end 六、程序测试方法与结果、软件性能分析 软件调试总体截图： 基础部分： 软件运行时，我们发现 P0 端口为 00H,P1 端口以依次为 FCH、60H、DAH、F2H、66H、B6H、BEH、E0H、FEH、F6H。说明第一个数码管依次显示 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 如图，这是程序运行时的一个截图，P0 端口为 00H，位选第一个数码管，P1 端口为 BEH， 表示第一个数码管显示数字“6” 0 到 9 显示如下： 所以，软件调试时，运行正常。 Program Size: data=8.0 xdata=0 code=112 硬件调试时 C8051F310 单片机开发板上第一个数码管循环显示数字 0-9，显示切换频率为 1Hz。 运行正常，数码管亮度适中，如图： 综上：基础部分代码，无论是在软件上还是硬件上都运行正常，达到了实验的要求。 提高部分： 软件调试时，P0 端口不断在 00H、40H、80H、C0H 中循环跳动，说明每 1ms 换一个位码， 即每 1ms 亮下一个数码管，软件截图如下： P1 端口也不断在 0DAH,60H,0FCH,0DAH(2102 )间跳动 ； 过 2s 后切换到在 0E0H,0FCH,61H,60H（701. 1）间跳动； 在过 2s 在 66H,0F2H,0DBH,60H（432. 1）间跳动； 再过 2s 后又切换到第一种模式 所以，软件调试时，运行正常。 Program Size: data=8.0 xdata=0 code=141 硬件调试时 C8051F310 单片机开发板上 4 位数码管显示器上依次显示年份、月日和时分，亮度适中 每 2s 切换一次，切换正常，截图如下： 分别显示 2012 年、11 月 07 日、12 点 34 分。 综上：提高部分代码，无论是在软件上还是硬件上都运行正常，达到了实验的要求