单片机课程设计项目一LED接口教学讲义

七段LED数码显示接口与控制实训目的：

1.熟悉和掌握MCS-51单片机与七段LED显示器接口的方法。2.掌握七段LED显示器显示字符的控制方法及可编程I/O芯片8255的功能和初始化编程的方法。单片机实训&课程设计项目(一)实训内容：1.熟悉和掌握单片机与LED七段显示器硬件连接电路的设计；2.设计一字符表演程序，使字符‘0’～‘F’在DJ-598KC实验箱上的6位LED显示器上实现自动顺序逐位循环显示和全显示。3.编程将片内30H单元的两位16进制数转换成三位十进制数,并用DJ-598KC实验箱上的左边两位LED显示两位16进制数，用右边三位LED上显示转换的三位十进制值。1.七段LED结构及外形图七段LED显示器接口介绍：七段LED数码管由七段发光二极管和小数位发光二极管组成。字型“8.”由“a，b，c，d，e，f，g，dp”作为标记。发光二极管一般为砷化镓半导体二极管。在发光二极管两端加上正向电压，则发光二极管发光。如图（c）所示，每个发光二极管称为一字段。七段LED有共阴极和共阳极两种结构形式。

共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成共阳。使用时公共阳极接VCC，当某阴极端为低电平时，该段发光二极管就导通发光。如图（b）所示。共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接GND，当某阳极端为高电平时，该段发光二极管就导通发光。如图（a）所示。3.LED显示电路由n个LED显示块可构成n位LED显示器，需要n根位选线和8×n根段选线。根据显示电路不同，位选线和段选线的联接方式不同，实际所需的位选线和段选线的根数也不一样。显示电路主要有静态显示和动态显示二种。

静态显示电路:LED显示器工作在静态显示时，其公共阳极(或阴极)接VCC(或GND)，一直处于显示有效状态，所以每一位的显示内容必须由锁存器加以锁存，显示各位相互独立。

动态显示电路:将所有位的段选线的同名端联在一起，由一个8位I/O口控制，形成段选线的多位复用。而各位的公共阳极或公共阴极则分别由相应的I/O口线控制，实现各位的分时选通，即同一时刻只有被选通位是能显示相应的字符，而其他所有位都是熄灭的。由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，则会造成多位同时点亮的假象。这就需要单片微机不断地对显示进行控制，牺牲CPU时间来换取元件的减少以及显示功耗的降低。（1）LED动态显示逻辑电路连接图工作过程：将字形代码送入字形锁存器锁存，这时所有的显示块都有可能显示同样的字符；再将需要显示的位置代码送入字位锁存器锁存。为防止闪烁，每位显示时间在1～2ms，然后显示另一位，CPU需要不断地进行显示刷新。（2）基于89C51的LED动态显示电路（3）DJ-598KC实验系统LED逻辑电路可编程并行I/O接口8255介绍

⒈8255A的逻辑结构和信号引脚

8255A是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片，其逻辑结构如下图所示。按功能可把8255A分为三个逻辑电路部分，即：口电路、总线接口电路和控制逻辑电路。 ⑴口电路 8255A共有三个8位口，其中A口和B口是单纯的数据口，供数据I/O使用。而C口则既可以作数据口，又可以作控制口使用，用于实现A口（由PC7～PC4提供）和B口（由PC3～PC0提供）的控制功能。8255A的逻辑结构和信号引脚⑵总线接口电路总线接口电路用于实现8255A和单片微机的信号连接。其中包括：①数据总线缓冲器；②读/写控制逻辑。⑶控制逻辑电路控制逻辑电路包括A组控制和B组控制，合在一起构成8位控制寄存器。用于存放各口的工作方式控制字。⒉8255A工作方式及数据I/O操作⑴8255A的工作方式8255A共有三种工作方式：①方式0基本输入/输出方式②方式1选通输入/输出方式③方式2双向数据传送方式⑵8255A的数据I/O操作8255A的数据I/O操作有两种工作方式：①数据输入操作；②数据输出操作⒊8255A控制字及初始化编程

8255A是可编程接口芯片，共有两种控制字，即8255A工作方式控制字和C口位置位/复位控制字。⑴工作方式控制字

工作方式控制字用于确定各口的工作方式及数据传送方向。其格式如右图所示。⑵C口位置位/复位控制字C口的每一位都可以进行置位或复位。对C口各位的置位或复位是由位置位/复位控制字进行的。8255A的位置位/复位控制字格式如右图所示。D7是该控制字的特征位，其状态固定为0。在使用中，控制字每次只能对C口中的一位进行置位或复位。工作方式控制字C口位置位/复位控制字8255A与80C51的接口电路实例由图分析：8255的CS采用部分译码线选法连接 PA地址为7FFCH(A15=0，A1=0，A0=0) PB地址为7FFDH(A15=0，A1=0，A0=1) PC地址为7FFEH(A15=0，A1=1，A0=0) 控制寄存器地址为7FFFH(A15=0，A1=1，A0=1)DJ-5198KC实验箱8255的I/O口地址分配

ORG0100HMOVSP,#50HSTART:MOVR7,#0FFHMEMS:INCR7MOVA,R7MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOV20H,AACALLSOX0CJNER7,#0FH,MEMSMOVR7,#0MEMS2:MOVA,R7MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOV20H,AACALLSOX1INCR7CJNER7,#10H,MEMS2SJMPSTART

ORG01A0HSOX0:MOVP2,#0FFH

MOVDPTR,#0FF23H;8255初始化MOVA,#88HMOVX@DPTR,AMOVA,20HMOVR0,#21H;字型段码口地址MOVR1,#20H;字型位码口地址MOVX@R0,AMOVA,#0C0HMOVX@R1,AMOVR2,#20HLCALLDELYRETSOX1:MOVP2,#0FFH

MOVDPTR,#0FF23HMOVA,#88HMOVX@DPTR,AMOVA,20HMOVR0,#21HMOVR1,#20HMOVX@R0,AMOVA,#0FEHSOX2:MOVX@R1,AMOVR2,#20HLCALLDELYRLACJNEA,#0BFH,SOX2RETDELY:PUSH02HDEL2:PUSH02HDEL3:PUSH02HDEL4:DJNZR2,DEL4POP02HDJNZR2,DEL3POP02HDJNZR2,DEL2POP02HDJNZR2,DELYRETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8HDB80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EH

END‘0’~’f’16个字符自动循环显示参考程序：6位LED全显示子程序七段字符循环显示子程序将片内30H单元的两位16进制数转换成三位十进制数参考程序：

ORG0000HLJMPSTARTORG0100H;转换程序段START:MOVR0,#30HMOVA,@R0MOVB,#64H;取百位数DIVABINCR0MOV@R0,AMOVA,BMOVB,#0AH;取十位数DIVABINCR0MOV@R0,AMOVA,B;取个位数INCR0MOV@R0,A;8255初始化DISP:MOVDPTR,#0FF23HMOVA,#88HMOVX@DPTR,A;显示两位16进制数

LOOP:MOVR0,#30HMOVA,@R0ANLA,#0F0HSWAPAMOVDPTR,#SEGMOVCA,@A+DPTRMOVDPTR,#0FF21HMOVX@DPTR,AMOVA,#0DFH

MOVDPTR,#0FF20HMOVX@DPTR,A

ACALLDLMOVA,@R0ANLA,#0FHMOVDPTR,#SEGMOVCA,@A+DPTR

;LED显示程序段MOVDPTR,#0FF21HMOVX@DPTR,AMOVA,#0EFH

MOVDPTR,#0FF20HMOVX@DPTR,AACALLDL；显示3位十进制数INCR0MOVR3,#0FBHLD0:MOVA,R3MOVDPTR,#0FF20HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#SEGMOVA,@R0DIR0:MOVCA,@A+DPTRMOVDPTR,#0FF21HDIR1:MOVX@DPTR,AACALLDLINCR0(接下页）MOVA,R3JNBACC.0,LOOPRRAMOVR3,A