七段数码管显示

实验一  数码管显示

使用MCS-51汇编语言编写程序，完成以下功能：

1. 使用三个数码管显示十进制数值

2. 每隔0.1秒，该数值自动增一，到999后归零继续

3. 当开关S1按下时，暂停计数；S1松开时，恢复计数

MCS51单片机汇编语言的基本格式比较简单，程序中可以使用通用寄存器或者内存单元进行计算。另外，单片机的程序没有退出到操作系统的概念，一般都是死循环程序。一个简单程序举例如下：

ORG 0000H ;复位起始地址

   LJMP START ;中间地址保留给中断向量表

ORG 0040H ;程序实际起始地址

START:  ; 实际程序 

   MOV 40H, #0H

NEXT:

   MOV A, 40H

   INC A

   MOV P0, A ;板上的P0口连接到8个LED，可以监视运行状态

   MOV 40H, A

   MOV R6, #0FFH

L2:MOV R7, #0FFH

L1:DJNZ R7, L1

   DJNZ R2, L2 ;延迟一段时间

   LJMP NEXT 

END

4.4.1 显示          本开发平台有3个数码管，使用串行方式连接在一起，具体电路参见实验原理。要想输出一个字形码，就需要从高位到低位依次向移位寄存器输出8个比特。移位寄存器的数据线和时钟线分别接到单片机的P4.5和P4.4管脚，可以使用MCS-51里面的位操作指令进行输出。连续输出3个字形，24个bit之后，欲显示的字形将稳定地显示在数码管上，程序可以转而执行其他工作。

七段字形的编码方式需要通过实验获得。这些编码作为程序中的常数，使用DB命令存放。在程序中，需要将数值转换为相应的字形编码，可以使用MOVC指令来完成。

4.4.2 时间

本实验要求的按时间显示数值，直接通过软件延时来实现，也就是若干次空循环来完成，不需要使用单片机内部的定时器等硬件资源。由于在后面的实验中也要使用软件的延时子程序，因此这里预先做准备。

本单片机使用12MHz主频的晶振，结合MCS51的体系结构和指令时序，可以计算每条指令的运行时间，也可以通过Keil环境的调试功能来检查程序片段的执行时间。当然，最后可以通过程序执行的总体运行结果来调整时间。希望同学能够通过这个过程，得出一段能够精确到1ms的子程序，重复调用100次，从而达到定时0.1s的效果。从而完成实验要求2。

4.4.3 开关

在本实验板上设置了两个开关S1和S2，分布接入到8031的P3.6和P3.7，开关按下时，输入0，松开时，输入1。利用这个开关完成实验要求3。

本实验采用3个74HC164级联控制三个数码管的显示，具体实验原理如下图所示。其中使用单片机P4.5作为模拟串口数据，使用P4.4模拟串口时钟，CLR端接高电平。使用上一个74HC164的Q7作为下一个74HC164的输入端。

P4 EQU 0C0H

MOV P4.4, C

SETB P4.4

74HC164是高速CMOS 器件。74HC164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（A或B）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟 (CLK) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0 是两个数据输入端（A和B）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位(CLR)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

实验一ORG 0000HLJMP STARTORG 0050HSTART:P4 EQU 0C0HP4SW EQU 0BBHCLK EQU P4.4DAT EQU P4.5SW  EQU P3.6 MOV DPTR, #TAB MOV P4SW, #70HLP:      MOV R6,#0     ;计数 MOV R5,#0 MOV R4,#0LOOP:    MOV A,R6      ;加入累加器 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR LCALL SHOW         MOV A,R5 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR LCALL SHOW         MOV A,R4 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR LCALL SHOW LCALL DELAY

PAUSE:  NOP JNB SW,PAUSE   ;按下S1，暂停 INC R6        ;每次计数+1 CJNE R6,#10,LOOP  ;进位 INC R5 MOV R6,#0 CJNE R5,#10,LOOP INC R4 MOV R5,#0 CJNE R4,#10,LOOP MOV R4,#0 LJMP LOOP     ;跳回循环计数SHOW:         ;显示子程序 MOV     R0,#8SLP:     CLR     CLK  ;P1.0输出低电平 RLC     A  ;将存放在A中欲显示的字符码右移一位(最低位存入C) MOV     DAT,C SETB    CLK  ;P1.0输出高电平 DJNZ    R0,SLP  ;r0减1不为0转到SLP 继续输出字形码  RET        ;;;;延时子过程DELAY:   MOV     R1,#50

DLP:     MOV     R2,#40 DLP1:    MOV     R3,#230 DJNZ    R3,$     ;r3减1不为0仍在该行再次执行 DJNZ    R2,DLP1  ;r2减1不为0转到DLP1 DJNZ    R1,DLP   ;r1减1不为0转到DLP RET              ;返回TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND

74HC164 是高速 CMOS  器件。74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然 后并行输出。数据通过两个输入端（A 或 B）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能
《单片机控制与应用》实验讲义 2013 版‐郭东伟 
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端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平， 一定不要悬空。  时钟  (CLK)  每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0，Q0  是两个数据输入端（A 和 B） 的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。  主复位(CLR)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存 器，强制所有的输出为低电平。