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在单片机系统中，常常用LED数码数码管显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。引言：还记得我们小时候玩的“火柴棒游戏”吗，几根火柴棒组合起来，能拼成各种各样的图形，LED数码管显示器实际上也是这么一个东西。, J& x- r; s2 h/ o& a6 E6 l4 ^
八段LED数码管显示器( m- b$ P' s0 _# }; i( p; m
![]() ! v" f9 q* G+ v/ M9 x$ L* D1 Y; i
<单片机静态显示接口>
# \" G6 e7 k2 |* S1 V 八段LED数码管显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED数码管显示器有两种不一样的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED数码管显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED数码管显示器。如下图所示。`
" D' H: I7 S6 }* I7 g' b 共阴和共阳结构的LED数码管显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，对应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二进制码就能表示欲显示字符的字形代码。例如，对于共阴LED数码管显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极hgfedcba各段为0111011时，数码管显示器显示"P"字符，即对于共阴极LED数码管显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED数码管显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。这里必须注意的是：很多产品为方便接线，常不按规则的办法去对应字段与位的关系，这个时候字形码就必须根据接线来自行设计了，后面我们会给出一个例程。
0 A% C! O' x* e2 z; i4 N 在单片机应用系统中，数码管显示器显示常用两种办法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的开销小。能供给单独锁存的I/O接口电路很多，这里以常用的串并转换电路74LS164为例，介绍一种常用静态显示电路，以使大家对静态显示有一定的了解。! A9 z: I9 i3 w2 d7 G
MCS-51单片机串行口方式押为移们寄存器方式，外接6片74LS164作为6位LED数码管显示器的静态显示接口，把8031的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中A、B（第1、2脚）为串行数据输入端，2个管脚按逻辑与运算规律输入信号，公一个输入信号时可并接。T（第8脚）为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到T端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74LS164中。R（第9脚）为复位端，当R=0时，移位寄存器各位复0，只有当R=1时，时钟脉冲才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13管脚）并行输出端分别接LED数码管显示器的hg---a各段对应的管脚上。关于74LS164还能作如下的介绍：所谓时钟脉冲端，其实就是需要高、低、高、低的脉冲，不管这个脉冲是怎么来的，比如，我们用根电线，一端接T，一端用手拿着，分别接高电平、低电平，那也是给出时钟脉冲，在74LS164获得时钟脉冲的瞬间（再讲清楚点，是在脉冲的沿），如果数据输入端（第1，2管脚）是高电平，则就会有一个1进入到74LS164的内部，如果数据输入端是低电平，则就会有一个0进入其内部。在给出了8个脉冲后，最先进入74LS164的第一个数据到达了最高位，然后再来一个脉冲会有什么发生呢？再来一个脉冲，第一个脉冲就会从最高位移出，就象车站排队买票，栏杆就那么长，要从后面进去一本人，前面必须要从前面走出去一本人才行。
% k2 \3 D6 R+ C* U9 J: m- x 搞清了这一点，下面让我们来看电路，6片7LS164首尾相串，而时钟端则接在一起，这样，当输入8个脉冲时，从单片机RXD端输出的数据就进入到了第一片74LS164中了，而当第二个8个脉冲到来后，这个数据就进入了第二片74LS164，而新的数据则进入了第一片74LS164，这样，当第六个8个脉冲完成后，首次送出的数据被送到了最左面的164中，其他数据依次出现在第一、二、三、四、五片74LS164中。有个问题，在第一个脉冲到来时，除了第一片74LS164中接收数据外，其他各片在干吗呢？它们也在接收数据，因为它们的时钟端都是被接在一起的，可是数据还没有送到其他各片呢，它们在接收什么数据呢？。。。。。。其实所谓数据不过是一种说法而已，实际就是电平的高低，当第一个脉冲到来时，第一片164固然是从单片机接收数据了，而其它各片也接到前一片的Q8上，而Q8是一根电线，在数字电路中它只可能有两种状态：低电平或高电平，也就是“0”和“1”。所以它的下一片74LS164也相当于是在接收数据啊。只是接收的全部是0或1而已。这个问题放在这儿说明，可能有朋友不屑一顾，而有的朋友可能还是不清楚，这实际上涉及到数的本质的问题，如果不懂的，请仔细思考，并找一些数字电路的数，理解164的工作原理，再来看这个问题，或者去看看我的另一篇文章《27课:关于单片机的一些基本概念》的文章。务必搞懂，搞懂了这一点，你的级别就高过开始学习者，可谓入门者了。
+ \1 Q" j, r. O5 K入口：把要显示的数分别放在显示缓冲区60H-65H共6个单元中，并且分别对应各个数码管LED0-LED5。
4 R/ c1 Q9 Q4 }5 t6 j出口：将预置在显示缓冲区中的6个数成对应的显示字形码，然后输出到数码管显示器中显示。
; Z& u+ D3 M; v9 N p) D单片机led显示程序如下： s! `% ]7 E0 J4 e0 r0 M9 c' N/ x
DISP: MOV SCON,#00H ;初始化串行口方式03 k ~& S6 [0 B$ {) {8 n+ @+ j
MOV R1,#06H ;显示6位数
6 Y: d. {! k/ [" n; _MOV R0,#65H ;60H-65H为显示缓冲区9 V1 T+ e/ o( M, Z& s' \; U7 u
MOV DPTR,#SEGTAB ;字形表的入口地址
. b, A; ~9 Q0 A, l& M7 _% iLOOP:; f( W' Q" H! z; s- X
MOV A,@R0 ;取最高位的待显示数据; X5 Z: W) t2 {, U
MOVC A,@A+DPTR ;查表获取字形码/ T4 v7 m& {. h9 H) \" n4 P+ |
MOV SBUF,A ;送串行口显示
" g6 M. P4 I: |8 c" v7 |DELAY: JNB TI,DELAY ;等待发送完毕# e8 P' E8 @ q! y3 I1 T1 _
CLR TI ;清发送标志% l7 S! X0 h7 J" ~
DEC R0 ;指针下移一位，准备取下一个待显示数
4 m/ ?5 Y: j, K+ gDJNZ R1,LOOP ;直到6个数据全显示完。
- M7 L- Y8 _- b( aRET
/ i1 [5 l0 u0 O- [' }SETTAB: ;字形表，前面有介绍，以后我们再介绍字形表的制作。 P7 S/ l2 X, D, g: ]
DB 03H 9FH 27H 0DH 99H 49H 41H 1FH 01H 09H 0FFH5 X1 ]6 H$ I9 a$ H7 I
; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消隐码
, c1 k- }* @, R1 }单片机显示测试用主程序, a9 ~0 k& j8 V! T$ l5 I1 Q# |
ORG 0000H7 V+ b6 [6 z2 k
AJMP START; s7 ` T, s" f
ORG 30H
* \4 S/ G, i! T$ tSTART: MOV SP,#6FH! t5 i: y8 s* n, v: [( `; k6 m2 \
MOV 65H,#0& \, k! E/ F* ~& ?/ T
MOV 64H,#18 n6 u, Z3 D8 t
MOV 63H,#2
0 U2 A/ j. K: ?( h% u( MMOV 62H,#38 u. L* K* o' q b) F- ]' y
MOV 61H,#4
/ @) A8 m& A+ U5 Z/ IMOV 60H,#5/ p) }: N, O& }& W0 J
LCALL DISP* C5 S& N# z6 d5 H- K
SJMP $
& F% Y# z" p1 q- \9 x 如果按图示数码管排列，则以上主程序将显示的是543210，想想看，如果要显示012345该怎样送数？% a. H$ |6 g5 i( l1 F6 T8 q
下面我们来分析一下字形表的制作问题。先就上述“标准”的图形来看吧。写出数据位和字形的对应关系并列一个表如下（设为共阳型，也就是对应的输出位为0时笔段亮）% Q/ F$ }+ ?2 k
如何，字形表会做了吧，就是这样列个表格，根据要求（0亮或1亮）写出对应位的0和1，就成了。做个练习，写出A-F的字形码吧。
2 k: \# Y8 H0 X1 w9 i: X% G如果为了接线方便而打乱了接线的次序，那么字形表又该如何接呢？也很简单，一样地列表啊。以新实验板为例，共阳型。接线如下：4 z2 s, W9 Z9 X- \
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
9 ]( j1 i% k: t' V# H# E6 L% @, YC E H D G F A B# z4 l4 E4 h) T- F" J4 Q% u
则字形码如下所示：
& c* E" K- R" @4 Q" l;0 00101000 28H
( I0 z7 a* [7 H# S;1 01111110 7EH
: Z. u( b6 J7 }: M m% L4 W;2 10100100 0A4H" E& m I8 u( r4 W2 m3 s- P
;3 01100100 64H, j/ Z: o, u! u5 O8 a8 {
;4 01110010 72H
. c1 E+ H. {* Y* R& b4 A6 x;5 01100001 61H
. C* Q. H. g" B$ w; x+ B;6 00100001 21H
7 N0 J) U, |! z;7 01111100 7CH
; {- b7 a- `+ b" }; T% o+ j;8 00100000 20H
2 x5 f. Z- a8 O1 R! `;9 01100000 60H* E% F0 h' b3 ?* r9 x
作为练习，大家写出A-F的字形代码。
3 g. |" s* d( k$ C* n0 W, j: q! S 本来这里是讲解单片机数码管显示器的静态接口的，到此应当可算结束了，但是我还想接着上面讲到的数的本质的问题再谈一点。单片机中有一些术语、名词本来是帮助我们理解事物的，但有时我们会被这些术语的相关语义所迷惑，以致不能进一步认清他们的本质，由此一般陷入困惑的境界。只有深入地了解了74LS164的工作特性，才能真正理解何谓串行的数据。
- c2 S8 S1 Z* ]! C3 q! G" j* G& |4 [ |
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发表于 2022-8-9 09:54
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