數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>數(shù)碼管是單片機(jī)系統(tǒng)常用的輸出顯示器件，單個(gè)數(shù)碼管可以顯示0~F 和一些簡單符號。
本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)在單個(gè)數(shù)碼管上顯示簡單字符。通過實(shí)驗(yàn)，要求掌握以下知識點(diǎn)：
1．復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)一，進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)軟硬件環(huán)境和程序調(diào)試方法。
2．練習(xí)數(shù)據(jù)傳送指令等基本指令的使用和軟件與硬件的配合。
3．掌握數(shù)碼管與單片機(jī)的連接方法和簡單顯示編程方法。
4．?dāng)?shù)碼管的連接方法和段碼的概念。
二、實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識
1．?dāng)?shù)碼管與單片機(jī)端口的連接
數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管，其a、b、c、e、f、g、Dp 各段的引腳可以與單片機(jī)的I/O
口直接相連。一般的51 系列單片機(jī)的I/O 口可以輸出4mA 的拉電流或20mA 的灌電流，
可以驅(qū)動數(shù)碼管發(fā)光。共陰極數(shù)碼管公共端應(yīng)接高電平。
實(shí)驗(yàn)中需采用一塊數(shù)碼管顯示模塊，其電路如下：

圖3-1 按鍵顯示模塊電路圖
電路中K1~K4 是按鍵，R9~R12 是4 個(gè)按鍵的上拉電阻。在按鍵沒有按下時(shí)，對應(yīng)的
I/O 口是高電平，按下后為低電平。按鍵上并聯(lián)的電容C1~C4 有去抖動的作用。
四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》
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4LED 是共陽極的4 位動態(tài)顯示數(shù)碼管，其內(nèi)部有4 個(gè)共陽極數(shù)碼管，數(shù)碼管按下圖
的方式連接：

圖3-2 4 位動態(tài)顯示數(shù)碼管連接關(guān)系
從圖中可以看出，某一個(gè)數(shù)碼管是否顯示，除了在其a~Dp 段加段碼外取決于其公共
端（COM）的狀態(tài)，例如：要使第一個(gè)數(shù)碼管亮，則L1 端必須為高電平。電路中，R1~R8
是數(shù)碼管段碼的限流電阻。Q1~Q4 用于控制數(shù)碼管的公共端，其基極為低電平時(shí)三極管導(dǎo)
通，對應(yīng)的數(shù)碼管公共端與電源接通，該數(shù)碼管可以顯示。
2、數(shù)碼管顯示模塊與小車控制板間的連接
實(shí)驗(yàn)時(shí)，該模塊直接插在小車控制板的J12、J13 接口上即可，連接時(shí)注意插座的標(biāo)號
要對應(yīng)，即：控制板的J12 與顯示模塊的J1 連接，控制板的J13 與顯示模塊的J2。
3、基本概念
① 段碼
段碼是數(shù)碼管顯示的一個(gè)基本概念，他指在數(shù)碼管顯示某一數(shù)字或字符時(shí)，在數(shù)碼管
各段所對應(yīng)的引腳上所加的高低電平按順序排列所組成的一個(gè)數(shù)字，它與數(shù)碼管的類型（共
陰、共陽）和排列順序有關(guān)。例如：要在一個(gè)共陰極數(shù)碼管上顯示數(shù)字“2”，數(shù)碼管的a、
b、c、d、e、f、g、Dp 按高位在后，低位在前的順序連接，則其段碼是：01011011B（5BH）。
如果是共陽極數(shù)碼管，在連接關(guān)系不變的情況下段碼是：10100100B（A4H）。如果連接關(guān)
系改變，則對應(yīng)的排列順序改變，段碼也會相應(yīng)改變。
② 拉電流與灌電流
單片機(jī)的I/O 口與其他電路連接時(shí)，I/O 電流的流向有兩種情況：一種是當(dāng)該I/O 口為
高電平時(shí)，電流從單片機(jī)往外流，稱作拉電流；另一種是該I/O 口為低電平時(shí)，電流往單
片機(jī)內(nèi)流，稱為灌電流。一般I/O 的灌電流負(fù)載能力遠(yuǎn)大于拉電流負(fù)載能力，對于一般的
51 單片機(jī)而言，拉電流最大4mA，灌電流為20mA。在數(shù)碼管顯示電路中采用灌電流方式
（用共陽數(shù)碼管），可以得到更高的亮度。
③ 位碼位碼也叫位選，用于選中某一位數(shù)碼管。在圖2-3 中要使第一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，應(yīng)在三極管Q1 的基極加低電平，使之導(dǎo)通，而其他三個(gè)三極管基極加高電平，使之截止。
此時(shí)的位碼為“1110”。位碼與段碼一樣和硬件連接有關(guān)。
三、硬件連接
把按鍵顯示模塊插在電路板的J13 和J12 上，連接時(shí)注意方向，要求J12 接顯示模塊的J1，J13 接顯示模塊的J2。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1．根據(jù)連接關(guān)系畫出按鍵顯示模塊與單片機(jī)的連接電路圖。
2．程序運(yùn)行調(diào)試及要求
本實(shí)驗(yàn)的程序已經(jīng)給出，其功能是在數(shù)碼管上顯示字符“3”。 要求結(jié)合硬件電路在每條語句后加注釋文字，說明該語句在本程序中起的作用。
本實(shí)驗(yàn)的程序清單如下：
ORG 0000H
MOV P0，#0FFH
MOV P0，#0A4H
CLR P3.5
SJMP $
END
建立項(xiàng)目文件，輸入該程序，調(diào)試本程序，并記錄顯示結(jié)果，包括顯示位置和顯示內(nèi)容。
四、思考題
1．要改變顯示內(nèi)容，應(yīng)如何修改程序，以顯示數(shù)字“7”和字母“C”為例。修改程序并運(yùn)行。
2．要在第三個(gè)數(shù)碼管上顯示，程序應(yīng)如何修改？修改程序并重新運(yùn)行。
五、擴(kuò)展內(nèi)容
1．編程在數(shù)碼管上顯示字母“H”。
2．編程實(shí)現(xiàn)以下顯示功能：在一個(gè)數(shù)碼管上先顯示“1”，隔1 秒后顯示“F”，再過1
秒后又顯示“1”，循環(huán)往復(fù)。
3．在現(xiàn)有硬件不變的情況下，使兩個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示不同內(nèi)容。以顯示“37”為例
編寫程序并調(diào)試。