用单片机控制数码管显示数字 的设计与研究 毕业设计(3)

2018-12-23 00:26

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寄存器的内容),在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。

(6)P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/0 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL逻辑门电路。对P3口写入“l”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(IIL)。P3口除了作为一般的I/0口线外,更重要的用途是它的第二功能,如下表所示:

表2 具有第二功能的P3口引脚

端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) /INT0(外中断0) / INT1(外中断1) T0(定时/计数器0外部输入) T1(定时/计数器1外部输入) / WR(外部数据存储器写选通) / RD外部数据存储器读选通) P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 (7)RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平,设置SFR AUXR的DISRT0 位(地址8EH)可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。

(8)ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对F1ash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH 单元的D0 位置位,可禁止ALE 操作。该位置位后,只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。

(9)PSEN程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,

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当AT89S51 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器,没有两次有效的PSEN信号。

(10)EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平(接VCC端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。F1ash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程电压Vpp。

(11)XTAL1:振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

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第二章 数码管的介绍

2.1 数码管分类、结构及工作原理

一、数码管分类

数码管也称LED数码管,数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管.数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极PWR接到电源输入PWR上, 当某一字段发光二极管的阴极极为低电平时, 相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。 二、数码管结构

LED数码管(LED Segment Displays)是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点,还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位、1、2、3、4、5、6、8、10位等等,LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同的。共阴和共阳极数码管的内部电路,它们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已。颜色有红,绿,蓝,黄等几种。LED数码管广泛用于仪表,时钟,车站,家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色,功耗,亮度,波长等。 三、数码管工作原理

数码管的每一段是由发光二极管组成,所以在使用时跟发光二极管一样,也要连接限流电阻,否则电流过大会烧毁发光二极管的。

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共阳极数码管中8个发光二极管的阳极(二极管正端)连接一起,即为共阳极接法,简称共阳数码管。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入端为低电平时,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。

共阴极数码管中8个发光二极管的阴极(二极管负端)连接在一起,即为共阴极接法,简称共阴数码管。通常,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,该端所连接的字符导通并点亮,根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。同样,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。

2.2 数码管的引脚

数码管一般有七段或者八段(小数点DP段有就是八段,否则就是ABCDEFG七段)。

图2-1 共阳极数码管引脚图

数码管分共阴极和共阳极两种(共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点COM,而每个LED的阴极分别为A、B、C、D、E、F、G及DP(小数点);共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点COM,而每个LED的阳极分别为A、B、C、D、E、F、G及DP(小数点)),引脚有a、c、d、e、f、g、h和公共端,如下图(h引脚也叫做DP引脚,接的就是小数点)

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图2-2 共阴极数码管引脚图

对于单个数码管来说,从它的正面看进去,左下角那个脚为1脚,以逆时针方向依次为1~10脚,左上角那个脚便是10脚了,上面两个图中的数字分别与这10个管脚一一对应。注意,3脚和8脚是连通的,这两个都是公共脚。

2.3 驱动方式

数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。

一、静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或者使用如BCD码二—十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动,要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢,实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。 二、动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a、b、c、d、e、f、g、dp”的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独

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