实验四 数码管的动态显示实验

实验四 数码管的动态显示实验

班级 通信1102 姓名 谢剑辉 学号2 指导老师 袁文澹

一、实验目的

熟悉掌握数码管动态显示的基本方法；

根据已知电路和设计要求在实验板上实现数码管动态显示。

根据已知电路和设计要求在PROTEUS平台仿真实现控制系统。

二、实验内容

1、在STC89C52实验平台的4位数码管上实现动态显示0123→1234→2345→3456→

4567→5678→6789→7890→8901→9012→0123→不断反复，每隔2s切换显示内容。

2、思考：如何实现当4位数码管显示的内容中有“1”时，蜂鸣器蜂鸣。

三、实验原理

实验要求“4位数码管上实现动态显示0123→1234→2345→3456→4567→5678→6789

→7890→8901→9012→0123→不断反复，每隔2s切换显示内容”。动态扫描可以实现要求。

简单地说，动态扫描就是选通一位，送一位数据。原理图中的P10~P13是位选信号，即选

择哪个数码管显示数字；P00~P07是段码，即要显示的数字。可以通过依次选通一位7段数

码管并通过P0端口送出显示数据。由于人眼的视觉残留原理，如果这种依次唯一选通每一

位7段数码管的动作在0.1s内完成，就会造成多位数码管同时点亮显示各自数字的假象。

本实验使用中断，实现每2s更新一次数字。

四、实验方法与步骤

设计思路和方法：

1、根据电路图，分析数码管动态显示的设计思路，使用中断实现每2秒更新一次数字的设

计思路，以及实现当4位数码管显示的内容中有“1”时，蜂鸣器蜂鸣的设计思路。

（1）数码管动态显示的原理如“实验原理”里所述，不赘述；

（2）使用中断实现每2s更新一次数字的设计思路：本次实验使用Timer0中断，由于其定

时时间最大为65536us，不能实现2s的长延时，那么可以使用多次中断来实现，并且在中断

到来时，不断地死循环显示数字，即根据动态显示原理“选通一位，来一位数据”。由于最

大的数字为9，则（x%10），（x+1）%10，（x+2）%10，（x+3）%10分别是千位，百位，十

位，个位上的数字。在编写代码时，设臵Timer0定时时间为50ms，可以用一个参数i计算

中断的次数；当中断的次数达到40次时，说明已经达到了2s，此时更新数字，即将数字x

自增1；同时，判断（x%10），（x+1）%10，（x+2）%10，（x+3）%10里面是否有1，如果

有1的话，则将P15臵0，让三极管导通，蜂鸣器蜂鸣。

2、针对电路图及设计要求给出继电器定时控制的程序框图。

设计步骤：

1、编写源代码

第一步：打开Keil uVision4，单击主菜单“project”的“new project”选项，选择工程保存

路径，输入工程名“SMGPro”；在弹出的对话框里选择Atmel的80C51，单击“确定”；

第二步：单击主菜单的“File”的“New”选项，在编辑窗口里编写源代码。

/****************怎么隐藏战绩 ****************************

//实验四：数码管的动态显示

//2014.05.10 谢剑辉

********************************************/

#include

sbit sound=P1^5;

sbit s0=P1^0;

sbit s1=P1^1;

sbit s2=P1^2;

sbit s3=P1^3;

unsigned char i; //记录中断次数

unsigned int x; //x%10为千位的数字

unsigned char Tab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

//数码管显示0～9的段码表

/***********************************************************************

函数功能：快速动态扫描延时程序

***********************************************************************/

void delay(unsigned int timer){

while(timer--)

;}

/***********************************************************************

函数功能：4位数的数码显示器显示

***********************************************************************/

void di上海的一本大学 splay(unsigned int k)

{

s0=0;//即P1=1111 1110B，P1.0引脚输出低电平，数码显示器千位接通电源

P0=Tab[k%10];//显示千位

delay(200);

s0=1;

s1=0;//即P1=1111 1101B，P1.1引脚输出低电平，数码显示器百位位接通电源

P0=Tab[(k+1)%10];//显示百位

delay(200);

s1=1;

s2=0;//即P1=1111 1011B，P1.2引脚输出低电平，数码显示器十位接通电源

P0=Tab[(k+2)%10];//显示十位

delay(200);

s2=1;

s3=0;//即P1=1111 0111B ，P1.3引脚输出低电平，数码显示器个位接通电源

P0=Tab[(k+3)%10];//显示个位

delay(200);

s3=1;

}

void main(void)//主函数

{

sound=0;

TMOD=0x01;//使用定时器T0

TH0=(65536-46083)/256;

//上式将定时器计时时间设定为460831.085微秒=50000微秒=50毫秒

TL0=(65536-46083)%256;

EA=1;//开启总中断

ET0=1;//定时器T0中断允许

TR0=1;//启动定时器T0开始运行

while(1){

display(x); //调用检测结果的显示程序

}

}

/********************************************************

函数功能：定时器T0的中断服务程序

*************新年的说说 *******************************************/

void Time0(void) interrupt 1 using 1

{

TR0=0; //关闭定时器T0

i++; //每来一次中断，i自加1

if(i==40) //够40次中断，即2秒钟进行一次检测结果采样

{

x++; //2秒更新一次x

i=0; //将i清0，重新统计中断次数

if(x%10==1||(x+1)%10==1||(x+2)%10==1||(x+3)%10==1)

sound=0;

el

sound=1;

}

TH0=(65536-46083)/256; //重新给计数器T0赋初值

TL0=(65536-46083)%256;

TR0=1; //启动定时器T0

}

第三步：选择主菜单的“File”的“Save”选项，输入文件名如“SMGcode”，后缀名为.c；

第四步：回到编辑界面，单击“Target1”前面的“+”号，在“Source Group1”选项上右击，

选择“Add Files to Group’ Source Group1”，在弹出的窗口的“文件类型”里选择“All Files”

选择“SMGcode.c”，单击“Add”，然后单击“Clo”；

第五步：单击左边“Project”窗口的“Target1”，然后选择菜单“Project /Option for

Target ’Target1’,选择“Output”，勾选”Creat HEX File”，点击“确定”；（此步骤是为了生成.hex

文件，用于烧录到板子或者装载到硬件仿真软件，如果不考虑此目的，则可以省略此步骤）；

3、编译连接与调试。

（1）编译与连接：点击“Project/Rebuild all Target Files”进行文件编译。编译结果若有错误

或警告，则将要修改直至文件编译成功。编译成功，其结果为：

（2）调试：

第一步：依次点击“Debug”“Start/Stop Debug Session”

第二步：在界面左边出现工作寄存器R0~R7、累加器A等特殊功能寄存器，这些寄存器的

数值会随着调试的进行发生变化；点击F11，会进行单步调试功能；

第三步：界面有反汇编窗口、命令窗口、程序窗口、存储器观察窗口、寄存器观察窗口等，

根据需要来观测。点击“peripjerals”中的“I/O port”选择不同的输出端口，点击“Timer--time0”，

弹出如下窗口：

点击debug中的run，可以看到运行中的P1、P0的输出值以及Timer的工作状态

P0与P1端口的波形：

I

对应的存储器里的指令：

经检验，P1、P0端口以及Timer和存储器里面的指令逻辑上是符合的、一致的。

4、根据原理图在proteus上放臵元件并进行仿真

第一步：双击“ISIS”，打开Proteus工作页面；单击“文件”、“新建文件”，在弹出的选择

模块窗口中选择DEF宝莲灯的故事 AULT模块，点击“确定”、“保存”，设臵好保存路径，在文件名中输

入文件名，点击“保存”；

第二步：点击左边的“P”，从元件库中选取所需的元件，放臵好各元件，连线；设计好的

电路图如下：

第三步：右击单片机AT89C51，在“编辑元件”对话框中单击“Program File”右侧文本旁

边的按钮，选取在Vision4.0产生的“”，在“Clock frequency”输入“12MHz”，

点击确定；

9、单击“调试”菜单的“执行”命令，如果有提示错误或警告，则要修改直至没有提示出

错，系统进行仿真。仿真信息提示如下：

五、实验幼儿跆拳道 结果与分析

通过单步跟踪调试程序，观察各个相关SFR、SRAM单元结果可知程序结果正确。

六、实验结论与心得

1、本次实验使用Timer0工作在方式1，多次中断来实现2s的定时。其中每次触发中断时

间为50ms，用一变量计算中断次数，则中断次数*50ms为持续时间。可以在时间到的时候，

进行各种操作，比如进行判断，如本实验中进行判断是否包含1；也可以进行清零等操作；

其中中断模块，可以作为一个比较标准的模块，稍加改动用于其他的实验中。

2、在proteul仿真图中，一开始的时候，由于元件参数值不对，导致并不能显示理想的结

果。仔细检查代码逻辑与在烧录到板子上运行的结果，发现符合要求。那么肯定是proteul

的问题。在本次实验中，和同学交流，发现需要在数码管位选信号的攀爬者 数码管的P极，串联

一个电阻。而且阻值也有要求。同学的是2千欧电阻，我选的时候，2千欧是不行的，可能

是其他元件参数设臵不同。当我选择5千欧时，可以正常显示。这个问题纠结了我很久，同

时也清楚认识到在实际应用中，参数设臵的重要性。同时发现，蜂鸣器直接导通时就可以蜂

鸣，并不需要加一定的频率。查资料表明，实验中的蜂鸣器是直流蜂鸣器，基于压控实现。

不过要实现动听的蜂鸣，可以加入不同组合的频率。

3、通过此次试验，我更加了解到中断的工作原理，以及在编写代码时如何使用中断，以及

使用中断进行长延时或者其他操作。认识到中断的机制，解放了CPU的含义。实验充满着

趣味。