显示系统测试

学习情境2简易电子表的制作与调试

子情境1显示系统测试子情境2方波发生器的制作与调试

子情境3简易电子表的制作与调试子情境1显示系统测试

任务1数码管静态显示测试一、任务说明学习数码管静态显示的实现方法并利用数码管显示8个2。二、任务分析1.七段数码管的工作原理1)七段数码管结构七段数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0

9、字符A

F、H、L、P、R、U、Y、符号“

”及小数点“

”。数码管的外形结构如图2.1（a）所示。数码管又分为共阴极和共阳极两种结构，分别如图2.1（b）和图2.1（c）所示。

图2.1数码管结构图

（a）外型结构；（b）共阴极；（c）共阳极

2)数码管工作原理

共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

3)数码管字形编码

要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形编码。对照图2.1（a），字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。依此类推，可求得数码管字形编码如表2.1所示。表2.1数码管字型编码表显示字符字型共阳极共阴极dpgfedcba字型码dpGfedcba字型码0011000000C0H001111113FH1111111001F9H0000011006H2210100100A4H010110115BH3310110000B0H010011114FH441001100199H0110011066H551001001092H011011016DH661000001082H011111017DH7711111000F8H0000011107H881000000080H011111117FH991001000090H011011116FHAA1000100088H0111011177HBB1000001183H011111007CHCC11000110C6H0011100139H

续表显示字符字型共阳极共阴极

dpgfedcba字型码dpGfedcba字型码DD10100001A1H010111105EHEE1000011086H0111100179HFF100011108EH0111000171HHH1000100189H0111011076HLL11000111C7H0011100038HPP100011008CH0111001173HRR11001110CEH0011000131HUU11000001C1H001111103EHYY1001000191H011011106EH

10111111BFH0100000040H..011111117FH1000000080H熄灭灭11111111FFH0000000000H

LED七段数码管有静态显示和动态显示两种方式，下面分别加以叙述。

2.数码管静态显示1)静态显示概念静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。图2.2静态显示电路示意图

这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极）。每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O口地址相连，I/O口只要有段码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O口输出新的段码。采用静态显示方式，较小的电流即可获得较高的亮度，且占用CPU时间少，编程简单，显示便于监测和控制，但其占用的口线多，硬件电路复杂，成本高，只适合于显示位数较少的场合。

2)多位静态显示接口应用（不要求掌握）数码管静态显示方式其硬件及软件都非常简单，但其只能显示一位，如要用P1口显示多位，则每位数码管都应有各自的锁存、译码与驱动器，还需有相应的位选通电路。位选通电路输出位码。硬件电路设计如下：

P1口的段码输出直接接至锁存器的输入端，锁存器采用74LS373（或74LS273、74LS374）。锁存器的输出接至数码管的各段，同时还经300

上拉（或限流）电阻接至电源。位选通电路由P3口的P3.0（RXD）、P3.1（TXD）和P3.2（INT0）与3-8译码器74LS138连接组成。74LS138输出的位码经倒相器74LS04后接至74LS373的使能端LE（或74LS273、74LS374的时钟端），以此来控制相应显示位段码数据的刷新。

图2.3六位数码管静态显示电路

3、项目板硬件分析项目板上数码管电路图如图2.4所示。数码管为共阳极连接。想要8个数码管一起显示字符‘2’，应先在数码管控制口输入8个低电平，经Q1~Q8取反后，每个数码管的公共端（图中6、8、9、12号管脚）加载高电平，8个数码管允许工作；然后通过公用的数据口（字形口）输出字符‘2’的共阳极七段字形码“A4H”给每个数码管即可实现。图2.4数码管电路图我们利用单片机的P0口连接数码管的字形口，P2口连接数码管的控制口，电路连接示意图如图2.5。图2.5电路连接示意图

4、软件分析1）整体分析：数码管静态显示的控制顺序为先通过控制口选通要点亮的管子，再通过字形口传输要显示的字形码。程序设计极其简单。2）程序流程图：

开始控制字00H送P2字形码A4H送P0结束图2.6静态显示程序流程图三、任务实施步骤1：各小组按照流程图设计个部分程序。步骤2：程序汇编无误后，利用ISP软件和下载线将目标文件（.HEX）程序代码写入本组的单片机芯片中。步骤3：接通直流电源，启动电路板观察现象，如现象不对则重复步骤1、2。步骤4：现象无误，请求教师检查、评价。步骤5：编制项目报告并提交。四、任务总结

数码管静态显示的优缺点分析。优点：亮度高，且占用CPU时间少，编程简单，显示便于监测和控制。缺点：数据口公用，多位显示只能显示相同字符。若要构成显示不同内容的多位静态显示则所需硬件扩展资源太多，硬件电路复杂，成本高。

所以多位显示一般采用数码管动态显示控制方式。任务2数码管动态显示测试

一、任务说明

学习数码管动态显示的实现方法并利用数码管显示当日的日期。二、任务分析

1、硬件分析电路连接示意图见图2.5。动态显示概念：动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常，各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示，必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码。依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人以同时显示的感觉。但要想得到持续显示结果必须不断重复位扫描的过程，若停止扫描则显示也随之消失。采用动态显示方式比较节省I/O口，硬件电路也较静态显示方式简单，但其亮度不如静态显示方式，而且占用CPU。2、软件分析

1）整体分析：整个程序不断重复执行位扫描部分，保持日期显示的结果。位扫描要用到循环程序，显示8个字符就需要循环8次，每次循环中都要先通过P2接口选通一个数码管，然后通过P0接口传送相应的字形码，显示字符。

2）程序流程图：

如图2.7所示。图2.7数码管动态显示流程图3）查表程序①关键指令MOVC指令名称：查表指令。指令功能：读程序存储器ＲＯＭ，实现查表功能。前提是要利用数据定义伪指令在ＲＯＭ中建立起常数表格来。常数表格在ＲＯＭ中存放的首地址称为表头地址，常数表中每个数据与表头之间的地址差称为该数据的表内偏移量。一般建立常数表示按照序号的顺序，这样表内偏移量就是要查表的数据本身。查表的作用：常用来完成数据转化，省略复杂运算。如某数据的求平方根，求某字符的七段字形码等。指令格式：ＭＯＶＣＡ，＠Ａ＋ＤＰＴＲ其中ＤＰＴＲ存放表头地址，累加器Ａ存放表内偏移量（一般就是要查表的数据本身）。②例：已知片内RAM30H单元存放着1位16进制数，编程求其ASCII码，并存放到31H单元中。

16进制数的ASCII码：30H~39H,41H~46H。查表流程：１、将表头地址送DPTR2、将偏移量送累加器

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、任务实施步骤1：各小组按照流程图设计个部分程序。步骤2：程序汇编无误后，利用ISP软件和下载线将目标文件（.HEX）程序代码写入本组的单片机芯片中。步骤3：接通直流电源，启动电路板观察现象，如现象不对则重复步骤1、2。步骤4：现象无误，请求教师检查、评价。步骤5：编制项目报告并提交。四、任务总结

数码管动态显示的优缺点分析。优点：所需硬件资源少，硬件电路简单，成本低。

缺点：亮度低，持续且占