計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第3章-常用應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

1、第3章 常用應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 3.1 數(shù)字濾波3.2 標(biāo)度變換3.3 越限報(bào)警3.4 鍵盤控制程序3.5 顯示程序設(shè)計(jì)3.1 數(shù)字濾波 所謂數(shù)字濾波，就是在計(jì)算機(jī)中用某種計(jì)算方法對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，以便減少干擾在有用信號(hào)中的比重，提高信號(hào)的真實(shí)性。 這種濾波方法不需要增加硬件設(shè)備，只需根據(jù)預(yù)定的濾波算法編制相應(yīng)的程序即可達(dá)到信號(hào)濾波的目的。 數(shù)字濾波可以對(duì)各種干擾信號(hào)，甚至極低頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波。 數(shù)字濾波由于穩(wěn)定性高，濾波參數(shù)修改也方便，一種濾波子程序可以被各控制回路調(diào)用，因此得到廣泛的應(yīng)用。3.1 數(shù)字濾波3.1.1 程序判斷濾波 程序判斷濾波的方法，是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定出兩次采樣輸入信

2、號(hào)可能出現(xiàn)的最大偏差y。若超過(guò)此偏差值，則表明該輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，應(yīng)該去掉；如小于此偏差值，可將信號(hào)作為本次采樣值。 當(dāng)采樣信號(hào)由于隨機(jī)干擾，如大功率用電設(shè)備的啟動(dòng)或停止，造成電流的尖峰干擾或誤檢測(cè)，以及變送器不穩(wěn)定而引起的嚴(yán)重失真等，使得采樣數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值太遠(yuǎn)，可采用程序判斷濾波。 程序判斷濾波可分為兩種，即限幅濾波和限速濾波。3.1 數(shù)字濾波1限幅濾波當(dāng)| Y（n）-Y（n-1）|Y時(shí)，則取Y（n）= Y（n），取本次采樣值當(dāng)| Y（n）-Y（n-1）|Y時(shí)，則取Y（n）= Y（n-1），取上次采樣值 Y（n）第n次采樣值； Y（n-1）第n-1次采樣值； Y相鄰兩次采樣值所允許的最大偏

3、差，它的大小取決于采樣周期T及被測(cè)參數(shù)Y應(yīng)有的正常變化率。 一定要按照實(shí)際情況來(lái)確定Y，否則非但達(dá)不到濾波效果，反而會(huì)降低控制品質(zhì)。Y通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，必要時(shí)，也可由實(shí)驗(yàn)得出。 3.1 數(shù)字濾波程序流程圖如圖3-1所示。 3.1 數(shù)字濾波 設(shè)Y存放在LIMIT單元，兩次采樣值Y（n-1）、Y（n）存放在DATA1、DATA2中，濾波結(jié)果存放在DATA單元中，限幅濾波程序如下： PUSHPSW；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHA CLRC；進(jìn)位標(biāo)志位清零MOVDATA, DATA1MOVA, DATA2SUBBA, DATA；求Y（n）Y（n-1）JNCCOMPARE；如果Y(n)- Y(n-1)0，轉(zhuǎn)C

4、OMPARECPLA；如果Y（n）- Y（n-1）Y， DATA1DATAOVER:POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSWRET；返回LIMITEQU30HDATA1EQU31HDATA2EQU32HDATAEQU33H 限幅濾波能有效地克服因偶然因素引起的脈沖干擾，但無(wú)法抑制周期性的干擾且平滑度差。3.1 數(shù)字濾波2限速濾波 設(shè)順序采樣時(shí)刻tn-1、tn、tn+1所采集的參數(shù)分別為Y（n-1）、Y（n）、Y（n+1），那么3.1 數(shù)字濾波 限速濾波是一種折衷的方法，既照顧了采樣的實(shí)時(shí)性，又顧及了采樣值變化的連續(xù)性。 缺點(diǎn): 第一是Y的確定不夠靈活，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況不斷更換新值； 第二是不能反映采樣

5、點(diǎn)數(shù)n3時(shí)各采樣數(shù)值受干擾情況。因此，它的應(yīng)用受到一定的限制。 在實(shí)際使用中，可用 取代Y，這樣也可基本保持限速濾波的特性，雖增加一步運(yùn)算，但靈活性大為提高。 3.1 數(shù)字濾波程序流程圖如圖3-2所示 3.1 數(shù)字濾波3.1.2 算術(shù)平均值濾波 算術(shù)平均值法濾波的實(shí)質(zhì)即把一個(gè)采樣周期內(nèi)對(duì)信號(hào)的n次采樣值進(jìn)行算術(shù)平均，作為本次的輸出 ，即 （3-3） n值決定了信號(hào)平滑度和靈敏度。隨著n的增大，平滑度提高，靈敏度降低。應(yīng)視具體情況選取n，以便得到滿意的濾波效果。為方便求平均值，n值一般取4、8、16之類的2的整數(shù)冪，以使用移位來(lái)代替除法。通常流量信號(hào)取12項(xiàng)，壓力信號(hào)取6項(xiàng)，溫度、成分等緩慢變化

6、的信號(hào)取2項(xiàng)甚至不平均。3.1 數(shù)字濾波 設(shè)8次采樣值依次存放在以DIGIT為首地址的連續(xù)單元中，求出平均值后，結(jié)果保留在SAMP單元中。計(jì)算的中間結(jié)果存放在FLAG和TEMP單元中，程序清單如下：PUSHPSW；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)PUSHAMOVFLAG, #00H；進(jìn)位位清零MOVR0, #DIGIT；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址MOVR7, #08H；設(shè)置采樣數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)CLRA；清累加器LOOP: ADDA, R0；兩數(shù)相加JNCNEXT；無(wú)進(jìn)位，轉(zhuǎn)NEXTINCFLAG；有進(jìn)位，進(jìn)位位加13.1 數(shù)字濾波NEXT:INCR0 ；數(shù)據(jù)指針加1DJNZR7, LOOP；未加完,繼續(xù)加MOVR7, #03H；設(shè)置

7、循環(huán)次數(shù)DIVIDE:MOVTEMP, A；保存累加器中的內(nèi)容MOVA,FLAG；累加結(jié)果除2CLRCRRCAMOVFLAG, A MOVA, TEMPRRCADJNZR7, DIVIDE；未結(jié)束,繼續(xù)執(zhí)行MOVSAMP,A；保存結(jié)果至SAMP中POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSWRET3.1 數(shù)字濾波 算術(shù)平均值濾波主要用于對(duì)壓力、流量等周期脈動(dòng)的采樣值進(jìn)行平滑加工，但對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的平滑作用尚不理想，因而它不適用于脈沖性干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合。另外該濾波方法比較浪費(fèi)RAM。3.1 數(shù)字濾波3.1.3 加權(quán)平均值濾波加權(quán)平均值濾波法公式為（3-4） 其中，k0、k1、kn-1為加權(quán)系數(shù)，體現(xiàn)了

8、各次采樣值在平均值中所占的比例，它們都為大于0的常數(shù)項(xiàng)，且滿足（3-5） 一般采樣次數(shù)愈靠后，取的比例愈大，這樣可增加新的采樣值在平均值中的比例。這種濾波方法可以根據(jù)需要突出信號(hào)的某一部分，抑制信號(hào)的另一部分。適用于純滯后較大的被控對(duì)象。3.1 數(shù)字濾波3.1.4 中值濾波 所謂中值濾波是對(duì)某一參數(shù)連續(xù)采樣n次（一般n取奇數(shù)），然后把n次的采樣值從小到大或從大到小排隊(duì)，再取中間值作為本次采樣值。 n 個(gè)數(shù)據(jù)按大小順序排隊(duì)的具體做法是兩兩進(jìn)行比較，設(shè)R1為存放數(shù)據(jù)區(qū)首地址，先將（R1）與（R1）+1）進(jìn)行比較，若是（R1）（R1）+1）則不交換存放位置，否則將兩數(shù)位置對(duì)調(diào)。繼而再取（R1）+1）

9、與（R1）+2）比較，判斷方法亦然，直到最大數(shù)沉底為止。然后再重新進(jìn)行比較，把次大值放到n-1位，如此做下去，則可將n個(gè)數(shù)從小到大順序排列。 3.1 數(shù)字濾波 設(shè)采樣值從8位A/D轉(zhuǎn)換器輸入5次，存放在SAMP為首地址的內(nèi)存單元中，其程序流程圖如圖3-3所示 。3.1 數(shù)字濾波程序清單如下 ：ORG8000HINTER:MOVR4, #04H；置大循環(huán)次數(shù)SORT:MOVA, R4；小循環(huán)次數(shù)R5MOVR5, AMOVR1, #SAMP；采樣數(shù)據(jù)存放首地址R1LOOP:MOVA, R1；比較INCR1MOV R2, ACLRCSUBBA, R1MOVA, R2JCDONE3.1 數(shù)字濾波MOV

10、 A, R1；（R1）（R1）+1）DECR1XCHA, R1INCR1MOVR1, ADONE: DJNZR5, LOOP；R50，小循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行DJNZR4, SORT；R40，大循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行INCR1MOVR1, ARET 中值濾波對(duì)于去掉由于偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效。若變量變化比較緩慢，采用中值濾波效果比較好，但對(duì)快速變化過(guò)程的參數(shù)（如流量），則不宜采用。一般n取35次。3.1 數(shù)字濾波3.1.5 去極值平均濾波 去極值平均值濾波的算法是：連續(xù)采樣n次，去掉一個(gè)最大值，再去掉一個(gè)最小值，求余下n-2個(gè)采樣值的平均值。程序的流程圖如圖3-4所示

11、。 為使平均濾波方便，n-2應(yīng)為2、4、8、16，故n常取4、6、10、18。3.1 數(shù)字濾波圖3-4 去極值平均濾波3.1 數(shù)字濾波3.1.6 滑動(dòng)平均濾波 滑動(dòng)平均濾波法把n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為n，每進(jìn)行一次新的采樣，把測(cè)量結(jié)果放入隊(duì)尾，而去掉原來(lái)隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù)，這樣在隊(duì)列中始終有n個(gè)“最新”的數(shù)據(jù)。然后把隊(duì)列中的n個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果。 滑動(dòng)平均值濾波對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，靈敏度低；但對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用差，不易消除由于脈沖干擾引起的采樣值的偏差，因此它不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合，而適用于高頻振蕩系統(tǒng)。 通常對(duì)

12、流量信號(hào)，n取12，壓力信號(hào)n取4，液面參數(shù)n取412，溫度信號(hào)n取14。3.1 數(shù)字濾波 假定n個(gè)雙字節(jié)型采樣值，40H單元為采樣隊(duì)列內(nèi)存單元首地址，n個(gè)采樣值之和不大于16位。新的采樣值存于3EH、3FH單元，濾波值存于60H、61H單元。FARFIL為算術(shù)平均濾波程序。程序清單為：MOVR2, N-1；采樣個(gè)數(shù)MOVR0, 42H；隊(duì)列單元首地址MOVR1, 43HLOOP:MOVA, R0；移動(dòng)低字節(jié)DECR0DECR0MOVR0, AMOVA, R0；修改低字節(jié)地址ADDA, 04HMOVR0, A3.1 數(shù)字濾波MOVA, R1；移動(dòng)高字節(jié)DECR1DECR1MOVR1, AMOV

13、A, R1；修改高字節(jié)地址ADDA, 04HMOVR1, ADJNZR2, LOOPMOVR0, 3EH；存新的采樣值MOVR1, 3FHACALLFARFIL；求算術(shù)平均值RET3.1 數(shù)字濾波3.1.7 低通數(shù)字濾波 對(duì)于變化過(guò)程比較緩慢的隨機(jī)變量采用短時(shí)間內(nèi)連續(xù)采樣，然后求平均值的方法進(jìn)行濾波，其效果往往不夠理想。為了提高濾波效果，可以仿照模擬系統(tǒng)RC低通濾波器的方法，將普通硬件RC低通濾波器的微分方程用差分方程來(lái)表示，便可以用軟件算法來(lái)模擬硬件濾波器的功能。 RC低通濾波器如圖3-5所示。圖3-5 RC低通濾波器3.1 數(shù)字濾波 由圖3-5可以寫出模擬低通濾波器的傳遞函數(shù)為（3-6）

14、其中， 為RC濾波器的時(shí)間常數(shù)， 。 將式（3-6）離散后，可得：Y（n）=（1-）Y（n-1）+X（n） （3-7） 式中，X（n）本次采樣值； Y（n-1）上次的濾波輸出值； 濾波系數(shù)，3.1 數(shù)字濾波 RC濾波器時(shí)間常數(shù)，=RC； T采樣周期；Y（n）本次濾波的輸出值。 低通數(shù)字濾波適用于高頻和低頻的干擾信號(hào)。3.1 數(shù)字濾波3.1.8 復(fù)合濾波程序 為了進(jìn)一步提高濾波效果，改善控制精度，有時(shí)可以把兩種或兩種以上有不同濾波效果的數(shù)字濾波器組合起來(lái)，形成復(fù)合數(shù)字濾波器，或稱多級(jí)數(shù)字濾波器。 例如：把中值濾波和算術(shù)平均值濾波結(jié)合起來(lái)，就可以結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，既可以消除周期性的干擾信號(hào)，又可對(duì)隨

15、機(jī)的脈沖干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。濾波步驟為： 把n次采樣值按照從大到小或者從小到大的順序排列。 采用中值濾波，去掉最大值和最小值。 對(duì)其余的n-2個(gè)采樣值取算術(shù)平均值，作為濾波的輸出值。3.1 數(shù)字濾波 如果把n次采樣值已經(jīng)按照從小到大的順序排列了，并且依次為Y1、Y2、Yn，則濾波輸出值為 （3-8） 此外，也可以采用多重濾波的方法，把多個(gè)濾波器串聯(lián)起來(lái)，前一個(gè)數(shù)字濾波器的輸出作為后一個(gè)數(shù)字濾波器的輸入。 比如:可以把兩個(gè)低通濾波器串聯(lián)起來(lái)，形成雙重濾波，這樣濾波效果會(huì)更好些。其濾波算式可以采用迭代方法求出。 3.1 數(shù)字濾波由式（3-7）可知：第一級(jí)濾波輸出為 Y（n）=（1-）Y（n-1）+X

16、（n） （3-9） 第二級(jí)濾波輸出為 Z（n）=（1-）Z（n-1）+Y（n） （3-10）將式（3-9）代入式（3-10）得Z（n）=（1-）Z（n-1）+（1-）Y（n-1）+2X（n） （3-11）3.1 數(shù)字濾波由式（3-10）可以求出 Y（n）= Z（n）-（1-）Z（n-1） （3-12）再用n-1代替n，可得Y（n-1）= Z（n-1）-（1-）Z（n-2） （3-13）將式（3-13）代入式（3-11），就得到兩級(jí)數(shù)字濾波算式Z（n）=2（1-）Z（n-1）-（1-）2Z（n-2）+2X（n） （3-14）3.2 標(biāo)度變換標(biāo)度變換： 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)中的各個(gè)參數(shù)都有著不

17、同的數(shù)值和量綱，所有這些參數(shù)都經(jīng)過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器所能接收的05V統(tǒng)一電壓信號(hào)，又由AD轉(zhuǎn)換成00FFH（8位）的數(shù)字量。為進(jìn)一步顯示、記錄、打印以及報(bào)警等，必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成不同的單位，以便操作人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和管理。這就是所謂的標(biāo)度變換。3.2 標(biāo)度變換3.2.1 線性參數(shù)標(biāo)度變換 所謂線性參數(shù)，指一次儀表測(cè)量值與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果具有線性關(guān)系，或者說(shuō)一次儀表是線性刻度的。 標(biāo)度變換公式為 （3-15） 式中， A0 一次測(cè)量?jī)x表的下限； Am 一次測(cè)量?jī)x表的上限； Ax 實(shí)際測(cè)量值（工程量）； N0 儀表下限對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； Nm 儀表上限對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； Nx 測(cè)量值所對(duì)應(yīng)的

18、數(shù)字量。3.2 標(biāo)度變換 為使程序簡(jiǎn)單，一般把被測(cè)參數(shù)的起點(diǎn)A0（輸入信號(hào)為0）所對(duì)應(yīng)的A/D輸出值為0，即N0=0，這樣上式可化作（3-16） 比如：某熱處理爐溫度測(cè)量?jī)x表的量程為2001000，在某一時(shí)刻計(jì)算機(jī)采樣并經(jīng)數(shù)字濾波后的數(shù)字量為0CDH，設(shè)儀表量程為線性的，求出此時(shí)溫度值。A0=200 ，Am=1000 ，Nx=0CDH=（205）D，Nm=0FFH=（255）D，根據(jù)式（3-16）可得此時(shí)溫度為3.2 標(biāo)度變換 有時(shí)，工程量的實(shí)際值還需經(jīng)過(guò)一次變換。如電壓測(cè)量值是電壓互感器的二次測(cè)的電壓，則其一次側(cè)的電壓還有一個(gè)互感器的變比問(wèn)題，這時(shí)上式應(yīng)再乘上一個(gè)比例系數(shù)，即（3-17） 3

19、.2 標(biāo)度變換3.2.2 非線性參數(shù)標(biāo)度變換比如:在過(guò)程控制中，最常見的非線性關(guān)系是差壓變送器信號(hào)P與流量Q的關(guān)系（3-18） 式中，Q流量； K流量系數(shù)，與流體的性質(zhì)及節(jié)流裝置的尺寸有關(guān)；P節(jié)流裝置前后的差壓。3.2 標(biāo)度變換據(jù)此，可得測(cè)量流量時(shí)的標(biāo)度變換式為 整理得 （3-19） 3.2 標(biāo)度變換式中 Q0流量?jī)x表的下限值； Qm流量?jī)x表的上限值； Qx被測(cè)量的流量值； N0差壓變送器下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； Nm差壓變送器上限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量； Nx差壓變送器所測(cè)得的差壓值（數(shù)字量）。 對(duì)于流量測(cè)量?jī)x表，一般下限取0，此時(shí)Q0=0，N0=0，故上式變?yōu)椋?-20） 3.3 越限報(bào)警 在計(jì)算機(jī)控

20、制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有上、下限檢查及報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意或采取相應(yīng)的措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上、下限給定值進(jìn)行比較，如果高于（或低于）上限（或下限），則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，以便進(jìn)行顯示和控制。 報(bào)警系統(tǒng)一般為聲光報(bào)警信號(hào)，在某些系統(tǒng)中，需要增加功能，還帶有打印輸出，如記下報(bào)警的參數(shù)、時(shí)間等，并能自動(dòng)進(jìn)行處理，如自動(dòng)切換到手動(dòng)，切斷閥門或自動(dòng)撥出電話號(hào)碼等。3.3 越限報(bào)警報(bào)警程序的設(shè)計(jì)方法主要有兩種: 一種是軟件報(bào)警。這種方法的基本作法是把被測(cè)參數(shù)如溫度、壓力、流量、速

21、度、成分等參數(shù)，經(jīng)傳感器、變送器、AD轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)后，再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或處理，整個(gè)過(guò)程都由軟件實(shí)現(xiàn)。 另一種是直接報(bào)警?；咀鞣ㄊ潜粶y(cè)參數(shù)與給定值的比較在傳感器中進(jìn)行，如果被測(cè)參數(shù)超過(guò)給定值，就會(huì)通過(guò)硬件向CPU提出中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)中斷后，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。3.3 越限報(bào)警不論是軟件報(bào)警，還是直接報(bào)警，都需要經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟： 對(duì)被測(cè)參數(shù)進(jìn)行采樣。 將采樣值與給定值的上、下限值進(jìn)行比較。 根據(jù)比較結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警處理程序。下面分別舉例介紹這兩種報(bào)警程序的設(shè)計(jì)。3.3 越限報(bào)警3.3.1 軟件報(bào)警程序設(shè)計(jì) 假設(shè)被測(cè)參數(shù)的采樣值為Ux，設(shè)定該參數(shù)的上、下限

22、值分別為Umax、Umin。要求若被測(cè)參數(shù)Ux Umax時(shí)，則上限報(bào)警；若被測(cè)參數(shù)Ux Umax嗎ALARM1:CJNEA, 31H, BB；Ux Umax，轉(zhuǎn)AOUT1AJMPALARM1BB:JCAOUT2；Ux Umin，轉(zhuǎn)AOUT2AJMPDONEAOUT1:SETB00H；置Ux超上限報(bào)警標(biāo)志AJMPDONEAOUT2:SETB01H；置Ux越下限報(bào)警標(biāo)志AJMPDONE3.3 越限報(bào)警3.3.2 直接報(bào)警程序 這種報(bào)警方法的前提條件是被測(cè)參數(shù)與給定值的比較是在傳感器中進(jìn)行的。當(dāng)檢測(cè)值超過(guò)上限或低于下限時(shí)，結(jié)點(diǎn)開關(guān)閉合，從而產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。這類報(bào)警系統(tǒng)的電路如圖3-8所示。3.3 越限

23、報(bào)警 在圖3-8中，SL1和SL2分別為被測(cè)參數(shù)的上、下限報(bào)警結(jié)點(diǎn)。當(dāng)被測(cè)參數(shù)處于正常范圍時(shí)，P1.0和P1.1均為高電平，當(dāng)參數(shù)超過(guò)上限或低于下限時(shí)，其中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)就會(huì)閉合，這樣就會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。CPU響應(yīng)中斷后，讀入報(bào)警狀態(tài)P1.0和P1.1，然后從P1.4和P1.5輸出報(bào)警信號(hào)，完成越限報(bào)警。 3.3 越限報(bào)警具體報(bào)警程序如下：ORG6000HAJMPMAIN；上電自動(dòng)轉(zhuǎn)向主程序ORG0003H；外部中斷方式0入口地址AJMPALARMORG0200HMAIN:SETBIT0；選擇邊沿觸發(fā)方式SETBEX0；允許外部中斷0SETBEA；CPU允許中斷HERE:

24、SJMPHERE；模擬主程序ORG0220HALARM:MOVA, #0FFH；設(shè)P1口為輸入口MOVP1, AMOVA, P1；取報(bào)警狀態(tài)SWAPA；ACC.7ACC.4與ACC.3ACC.0交換MOVP1, A；輸出報(bào)警信號(hào)RETI3.3 越限報(bào)警 在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，往往為了避免測(cè)量值在極限值附近擺動(dòng)造成頻繁報(bào)警，可以在上、下限附近設(shè)定一個(gè)回差帶，如圖3-9所示。 圖3-9 上、下限設(shè)置回差帶3.3 越限報(bào)警 H是上限帶，L是下限帶。規(guī)定只有當(dāng)被測(cè)量值越過(guò)A點(diǎn)時(shí)，才認(rèn)為越過(guò)上限，測(cè)量值穿越H帶區(qū)，下降到B點(diǎn)以下才認(rèn)為是復(fù)限。同樣道理，測(cè)量值在L帶區(qū)內(nèi)擺動(dòng)均不做超越下限處理，只有它回到D點(diǎn)

25、之上時(shí)，才作越下限后復(fù)位處理。這樣就避免了頻繁的報(bào)警和復(fù)限。具體上、下限帶寬的選擇應(yīng)根據(jù)被測(cè)參數(shù)的具體情況來(lái)決定。 3.4 鍵盤控制程序3.4.1 鍵盤的組成、特點(diǎn)及消除抖動(dòng)的措施1鍵盤的組成及特點(diǎn) 一個(gè)按鍵電路如圖3-10所示。當(dāng)按鍵未按下時(shí)，VA=1，為高電平；當(dāng)按鍵S按下時(shí)，VA=0，為低電平。因此，可以通過(guò)高、低電平的檢測(cè)，便可確定按鍵是否被按下。 圖3-10 按鍵電路3.4 鍵盤控制程序 由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合或斷開時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定下來(lái)，會(huì)有瞬間的抖動(dòng)，具體波形如圖3-11所示。 圖3-11 按鍵抖動(dòng)波形3.4 鍵盤控制程序2消除按鍵抖動(dòng)的措施 消除按鍵抖動(dòng)的措施有

26、兩種：硬件方法和軟件方法。（1）硬件方法 采用RC濾波消抖電路或RS雙穩(wěn)態(tài)消抖電路，如圖3-12所示。3.4 鍵盤控制程序（2）軟件方法 當(dāng)按鍵數(shù)量較多時(shí)，硬件消抖將無(wú)法勝任。在這種情況下，可以采用軟件的方法進(jìn)行消抖。在第一次檢測(cè)到有按鍵閉合時(shí)，首先執(zhí)行一段延時(shí)10ms的子程序，然后再確認(rèn)該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有按鍵按下，從而消除了抖動(dòng)的影響。3.4 鍵盤控制程序3.4.2 獨(dú)立式按鍵接口技術(shù) 所謂獨(dú)立式按鍵就是每個(gè)按鍵各接一根輸入線，各個(gè)按鍵的工作狀態(tài)互不影響。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。 如圖3-13所示為利用8

27、255A可編程并行接口擴(kuò)展的獨(dú)立式按鍵電路。當(dāng)某一按鍵未被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)位應(yīng)為1，當(dāng)按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)位應(yīng)為0，因此，用位檢測(cè)可以識(shí)別按鍵的工作狀態(tài)。3.4 鍵盤控制程序圖3-13 利用8255A可編程并行接口擴(kuò)展的獨(dú)立式按鍵3.4 鍵盤控制程序 由圖3-13可知8255A的口地址為：PA口地址為7FFCH、PB口地址為7FFDH、PC口地址為7FFEH、控制口地址為7FFFH。查詢方式編程如下：ORG3000HMOVDPTR, #7FFFH；8255A初始化MOVA, #90HMOVXDPTR, AKBSPR:ACALLKEY；讀鍵的狀態(tài)JZDONE；若無(wú)按鍵閉合，轉(zhuǎn)DONEACALLDL10m

28、S；若有鍵按下，延時(shí)10mS以防抖動(dòng)ACALLKEY；重讀鍵的狀態(tài)JZDONE；若無(wú)按鍵閉合，轉(zhuǎn)DONEJBACC.0, S1；轉(zhuǎn)S1鍵處理JBACC.1, S2；轉(zhuǎn)S2鍵處理3.4 鍵盤控制程序JBACC.2, S3；轉(zhuǎn)S3鍵處理JBACC.3, S4；轉(zhuǎn)S4鍵處理JBACC.4, S5；轉(zhuǎn)S5鍵處理JBACC.5, S6；轉(zhuǎn)S6鍵處理JBACC.6, S7；轉(zhuǎn)S7鍵處理JBACC.7, S8；轉(zhuǎn)S8鍵處理DONE: RETKEY:MOVDPTR, #7FFCH；判斷有無(wú)按鍵閉合MOVXA, DPTRCPLA；若（A）=0，則無(wú)按鍵閉合RET3.4 鍵盤控制程序DL10mS:MOVR5, #

29、14H；延時(shí)10mS子程序DL:MOVR6, #0FFHDL0:DJNZR6, DL0DJNZR5, DLRETS1:S1鍵處理S2:S2鍵處理3.4 鍵盤控制程序 獨(dú)立式鍵盤與計(jì)算機(jī)的接口也可以采用中斷方式，如圖3-14所示。 3.4 鍵盤控制程序3.4.3 矩陣式鍵盤接口技術(shù)1矩陣式鍵盤工作原理 矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過(guò)上拉電阻接到5V上，如圖3-15所示 圖3-15 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)3.4 鍵盤控制程序 如圖3-15所示，行線通過(guò)上拉電阻接到5V上，平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)

30、將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平亦為高。這一點(diǎn)是識(shí)別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關(guān)鍵所在。 3.4 鍵盤控制程序2按鍵的識(shí)別方法 目前常用的方法有兩種：一種是用硬件電路來(lái)識(shí)別，稱為編碼鍵盤；另一種是利用軟件方法來(lái)識(shí)別，稱為非編碼鍵盤。 在編碼鍵盤中設(shè)有硬件檢測(cè)電路，以確定哪一個(gè)按鍵閉合，并產(chǎn)生該鍵的代碼，非編碼鍵盤則是依靠外部的硬件電路和軟件來(lái)判別哪一個(gè)按鍵閉合。 常用的非編碼鍵盤的按鍵識(shí)別方法有兩種，一種是掃描法，另一種是線反轉(zhuǎn)法。3.4 鍵盤控制程序（1）掃描法 矩陣鍵盤按鍵的識(shí)別方法，此方法分兩步進(jìn)行：第一步，識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵被按下

31、；第二步，如果有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。 識(shí)別鍵盤有無(wú)鍵被按下的方法是：讓所有列線均置為0電平，檢查各行線電平是否有變化，如果有變化，則說(shuō)明有鍵被按下，如果沒有變化，則說(shuō)明無(wú)鍵被按下。（實(shí)際編程時(shí)應(yīng)考慮按鍵抖動(dòng)的影響，通?？偸遣捎密浖訒r(shí)的方法進(jìn)行消抖處理。） 識(shí)別具體按鍵的方法是（亦稱之為掃描法）：逐列置零電平，其余各列置為高電平，檢查各行線電平的變化，如果某行電平由高電平變?yōu)榱汶娖?，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。3.4 鍵盤控制程序（2）線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法只須經(jīng)過(guò)兩步便能獲得此按鍵所在的行與列的值。 第一步：將行線編程為輸入線，列線編程為輸出線，并使輸出線輸出為全零電平，則行線中

32、電平由高到低所在行為按鍵所在行。 第二步：同第一步完全相反，將行線編程為輸出線，列線編程為輸入線，并使輸出線輸出為全零電平，則列線中電平由高到低所在列為按鍵所在列。 綜合一、二兩步的結(jié)果，可確定按鍵所在行和列，從而識(shí)別出所按的鍵。3.4 鍵盤控制程序線反轉(zhuǎn)法的原理如圖3-16所示。 圖3-16 線反轉(zhuǎn)法原理圖3.4 鍵盤控制程序 假設(shè)7號(hào)鍵被按下，那么： 第一步即在P1.0P1. 3輸出全為0，然后，讀入P1. 4P1.7位的狀態(tài)，結(jié)果P1.5=0，而P1.4、P1.6和P1.7均為1，因此，第1行出現(xiàn)電平的變化，說(shuō)明第1行有鍵按下； 第二步讓P1.4P1.7輸出全為0，然后，讀入P1.0P1

33、.3位，結(jié)果P1.0=0，而P1.1、P1.2和P1.3均為1，因此第3列出現(xiàn)電平的變化，說(shuō)明第3列有鍵按下。 綜合一、二兩步，即第1行第3列按鍵被按下，此按鍵即是7號(hào)鍵。3.4 鍵盤控制程序3鍵盤工作方式 鍵盤工作方式有3種，即：編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。（1）編程掃描法 所謂編程掃描就是CPU對(duì)鍵盤的掃描采取程序控制方式，一旦進(jìn)入鍵掃描狀態(tài)，則反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。而在執(zhí)行鍵入命令或處理鍵入數(shù)據(jù)過(guò)程中，CPU將不再響應(yīng)鍵入要求，直到CPU返回重新掃描鍵盤為止。3.4 鍵盤控制程序（2）定時(shí)掃描法 定時(shí)掃描工作方式就是CPU每隔一定的時(shí)間（例如10ms）對(duì)鍵盤掃

34、描一遍。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，便進(jìn)行讀入鍵盤操作，以求出鍵值，并分別進(jìn)行處理。定時(shí)時(shí)間間隔由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器來(lái)完成，這樣可以減少計(jì)算機(jī)掃描鍵盤的時(shí)間，以減少CPU的開銷。具體做法是，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器便自動(dòng)輸出一脈沖信號(hào)，使CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行掃描程序。（3）中斷掃描法 當(dāng)沒有鍵入操作時(shí)，CPU不對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，以節(jié)省出大量的時(shí)間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。一旦鍵盤有輸入，則向CPU申請(qǐng)中斷。CPU響應(yīng)中斷后，即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，以便判別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，并做出相應(yīng)的處理。3.4 鍵盤控制程序 綜上所述，對(duì)鍵盤所做的工作分為三個(gè)層次： 第1層：監(jiān)視鍵盤的輸入。體現(xiàn)在鍵盤的

35、工作方式上就是： 編程掃描工作方式； 定時(shí)掃描工作方式； 中斷掃描工作方式。 第2層：確定具體按鍵。體現(xiàn)在按鍵的識(shí)別方法上就是： 掃描法； 線反轉(zhuǎn)法。 第3層：鍵功能程序執(zhí)行。3.4 鍵盤控制程序4鍵盤接口及編程方法 圖3-17為一個(gè)48矩陣鍵盤通過(guò)8255A擴(kuò)展IO口與80C51單片機(jī)的接口電路原理圖。圖3-17 8255A擴(kuò)展I/O口組成的48矩陣式鍵盤3.4 鍵盤控制程序 在圖3-17中，8255A的PA、PB、PC口地址分別為：7FFCH、7FFDH、7FFEH，控制口地址為7FFFH。當(dāng)PA口工作于方式0輸出，PC口低4位工作于方式0輸入時(shí)，方式命令控制字可設(shè)為89H。 鍵盤掃描子程

36、序完成如下4個(gè)功能。（1）判斷鍵盤上有無(wú)鍵閉合。（2）消除按鍵機(jī)械抖動(dòng)（3）判別閉合鍵的鍵號(hào)（4）使CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理3.4 鍵盤控制程序鍵輸入子程序的框圖如圖3-18所示。3.4 鍵盤控制程序 下面為鍵輸入程序的清單，從該程序返回后輸入鍵的鍵號(hào)在BUFF單元中。ORG5000HPROG: MOV DPTR, #7FFFH ；8255A初始化 MOV A, #89H ；89H=10001001MOVX DPTR, AKEY1:ACALL KS1 ；判斷有無(wú)鍵閉合JNZ LK1 ；（A）0，說(shuō)明有鍵閉合AJMP KEY1 ；（A）=0，說(shuō)明無(wú)鍵閉合LK1:ACALL DL10ms

37、；延時(shí)10ms(消抖)ACALL KS1 ；再次判斷有無(wú)鍵閉合JNZ LK2 ；（A）0，有鍵閉合，轉(zhuǎn)LK2AJMP KEY1 ；繼續(xù)查詢3.4 鍵盤控制程序LK2: MOV R2, #0FEH ；掃描模式R2MOV R4, #00H ；R4為列計(jì)數(shù)器LK4:MOV DPTR, #7FFCH ；掃描模式8255PA口MOV A, R2 MOVXDPTR, AINC DPTRINC DPTRMOVX A, DPTR ；讀8255PC口JB ACC.0, LONE ； ACC.0=1，說(shuō)明0行無(wú)鍵閉合，轉(zhuǎn) 判第1行MOV A, #00H ；0行有鍵閉合，首鍵號(hào)0A AJMP LKPLONE:JBA

38、CC.1, LTWOMOV A, #08H ；1行有鍵閉合，首鍵號(hào)8AAJMP LKP3.4 鍵盤控制程序LTWO:JB ACC.2, LTHRMOV A, #10H；2行有鍵閉合，首鍵號(hào)16AAJMP LKPLTHR:JB ACC.3, NEXT ；轉(zhuǎn)判下一列MOV A, #18H；3行有鍵閉合，首鍵號(hào)24ALKP:ADD A, R4 ；鍵號(hào)=列號(hào)+行首鍵號(hào)PUSH ALK3: ACALL KS1 ；判斷鍵是否釋放JNZ LK3 ；直到A=0,鍵釋放POP A MOV BUFF, A ；存鍵值（如：以備顯示） AJMPKNDNEXT:INC R4 ；列計(jì)數(shù)器加1MOV A,R2 ；判斷是否掃

39、描到最后一列JNB ACC.7, KND RL A ；A7A0 A73.4 鍵盤控制程序MOV R2, AAJMP LK4KND:AJMP KEY1KS1:MOV DPTR, #7FFCH ；全0掃描口PAMOV A, #00HMOVX DPTR, AINC DPTRINC DPTRMOVX A, DPTR ；讀鍵入狀態(tài)PC03CPL AANL A, #0FH ；屏蔽高4位（若(A)=0,說(shuō)明鍵沒閉合）RETDL10ms: MOV R5, #14HDL:MOV R6, #0FFH DL0:DJNZ R6, DL0DJNZ R5, DLRET3.4 鍵盤控制程序3.4.4 雙功能鍵的設(shè)計(jì)及重鍵處

40、理技術(shù)1雙功能鍵的設(shè)計(jì) 解決的辦法是設(shè)置上/下檔開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3-19所示。3.4 鍵盤控制程序 當(dāng)上下檔鍵控制開關(guān)處于上檔時(shí)，按鍵為上檔功能，當(dāng)此控制開關(guān)處于下檔時(shí)，按鍵為下檔功能。 在編程時(shí)，鍵盤掃描子程序應(yīng)不斷測(cè)試P1.7口線的電平狀態(tài)，根據(jù)此電平狀態(tài)的高低，賦予同一個(gè)鍵兩個(gè)不同的鍵碼，從而由不同的鍵碼轉(zhuǎn)入不同的鍵功能子程序；或者同一個(gè)鍵只賦予一個(gè)鍵碼，但根據(jù)上/下檔標(biāo)志，相應(yīng)轉(zhuǎn)入上/下檔功能子程序。3.4 鍵盤控制程序2重鍵處理技術(shù) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下時(shí)，可以用掃描法進(jìn)行按鍵定位，則所有的行（或列）均應(yīng)掃描一次，這時(shí)就可以確定按下的是單鍵或多鍵，同時(shí)確定出各按鍵的具體位置，然后可以采取

41、相應(yīng)的措施： （1）如果是單鍵，則以此鍵為準(zhǔn)，其后（指等待此鍵釋放的過(guò)程中）其他的任何按鍵均無(wú)效。 （2）如果是多鍵，則可以有3種處理方法，即： 可視此次按鍵操作無(wú)效（通常應(yīng)鳴響以示告警）。 可視多鍵都有效，按掃描順序，將識(shí)別出的按鍵依次存入緩沖區(qū)中以待處理。 不斷對(duì)按鍵進(jìn)行定位處理，或者只令最先釋放的按鍵有效，或者只令最后釋放的按鍵有效。3.5 顯示程序設(shè)計(jì)3.5.1 LED顯示器接口技術(shù)1LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)與原理 LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的，如圖3-20所示。 圖3-20 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及外形圖3.5 顯示程序設(shè)計(jì) LED數(shù)碼顯示管中的dp顯示段用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)。LED中每一

42、段二極管與數(shù)據(jù)線的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：數(shù)據(jù)線：D7D6D5D4D3D2D1D0LED段：dpgfedcba這樣，共陰極和共陽(yáng)極LED數(shù)碼顯示器的字型碼如表3-1所示。 3.5 顯示程序設(shè)計(jì)顯示字符共陰極接法共陽(yáng)極接法顯示字符共陰極接法共陽(yáng)極接法 03FHC0HC39HC6H106HF9HD5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99HP73H8CH56DH92HU3EHC1H67DH82H31HCEH707HF8HY6EH91H87FH80HH76H89H96FH90HL38HC7HA77H88H“滅”00HFFHB7CH83H3.5 顯示程序設(shè)計(jì)2LED數(shù)碼顯示

43、器的顯示方式 圖3-21是4位共陰極LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖。3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 從圖中可以看出，4位LED顯示器有4根位選線和84根段選線。則N位LED顯示器有N根位選線和8N根段選線。 段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗。 根據(jù)位選線和段選線的連接方法不同，顯示方式也不同。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。3.5 顯示程序設(shè)計(jì)（1）靜態(tài)顯示方式 所謂靜態(tài)顯示方式，是由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次送新的顯示字型碼為止。 LED工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（或共陽(yáng)極）連接在一起并接地（或接+5V）；每位的段選線分別與一個(gè)8位的鎖存輸

44、出相連。靜態(tài)顯示方式中，在同一時(shí)間里，每一位顯示的字符可以各不相同。 優(yōu)點(diǎn)：顯示器的亮度都較高，占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，編程容易，管理也簡(jiǎn)單，因而在工業(yè)過(guò)程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。 缺點(diǎn)：使用元件多，且線路比較復(fù)雜，因而成本比較高。3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 圖3-22給出了用8255A的三個(gè)口控制三位LED數(shù)碼顯示器的接口電路 。3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 假設(shè)8255A的控制口地址為7FFFH，PC、PB、PA三個(gè)口地址分別為7FFEH、7FFDH、7FFCH，實(shí)現(xiàn)PA口顯示“0”，PB口顯示“1”，PC口顯示“2”的程序如下：ORG2000HSDISP-1:MOV DPTR, #7FFFH；8255初

45、始化MOV A, #80H MOVX DPTR, AMOV DPTR, #7FFCH；PA口顯示“0” MOV A, #3FHMOVX DPTR, AINC DPTR ；PB口顯示“1”MOV A, #06HMOVX DPTR, AINC DPTR ；PC口顯示“2”MOV A, #5BHMOVX DPTR, ARET3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 利用BCD-7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示，如圖3-23所示。 3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 其中MC14513為BCD-7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器，A、B、C、D為BCD碼輸入端，RBI為高位零消隱輸入端，RBO為高位零消隱輸出端，LE為鎖存允許端，為高電平時(shí)，

46、鎖存輸入的BCD碼。 此三位靜態(tài)顯示器能顯示0999之間的任何數(shù)。使該顯示器顯示456的程序如下：3.5 顯示程序設(shè)計(jì)ORG3F00HDISP-2:MOVA, #04H；數(shù)4送AMOVP1, A；寫入P1口SETBP1.4；鎖存入MC14513（1）中，百位顯示4MOVA, #05H；數(shù)5送AMOVP1, A；寫入P1口SETBP1.5；鎖存入MC14513（2）中，十位顯示5MOVA, #06H；數(shù)6送AMOVP1, A；寫入P1口SETBP1.6；鎖存入MC14513（3）中，個(gè)位顯示6CLRP1RET3.5 顯示程序設(shè)計(jì)（2）動(dòng)態(tài)顯示方式 所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是單片機(jī)定時(shí)地對(duì)顯示器件掃描，在

47、這種方法中，顯示器件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示，而其他各位熄滅，但由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每位顯示間隔足夠短，則可造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到顯示的目的。 優(yōu)點(diǎn)：使用硬件少，因而價(jià)格低。 缺點(diǎn)：占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。由此可見，這種顯示方式將使計(jì)算機(jī)的開銷增大。故在以工程控制為主的控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 圖3-24所示為利用8255A擴(kuò)展的4位LED動(dòng)態(tài)顯示器接口電路。 圖3-24 4位LED動(dòng)態(tài)顯示器接口電路3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 假設(shè)8255A的口地址分別為：PA口地址為7FFCH、PB口地址為7FFDH、PC口地址為7FFEH、控制口

48、地址為7FFFH。 現(xiàn)在80C51的RAM存儲(chǔ)器中設(shè)置4個(gè)顯示緩沖單元77H7AH，分別存放4位顯示器的顯示數(shù)據(jù)，則動(dòng)態(tài)顯示程序如下：ORG3000HMOV DPTR, #7FFFH ；8255初始化MOV A, #80H；PA、PB口均為方式0輸出MOVX DPTR, ADIR: MOV R0, #77H ；置緩沖器指針初值MOV R3, #08H ；置掃描模式初值，位選碼指向 最左邊一位MOV A, R33.5 顯示程序設(shè)計(jì)LD0:MOV DPTR, #7FFCH ；模式送到8255的PA口MOVX DPTR, AMOV A, R0 ；取顯示數(shù)據(jù)MOV DPTR, DSEG；獲得要顯示數(shù)據(jù)

49、的代碼MOVC A, A+DPTRMOV DPTR, #7FFDH；把顯示數(shù)據(jù)代碼送到PB口MOVX DPTR, AACALL DL1；延時(shí)1msJB ACC.0, LD1 ；判斷是否顯示到第4位INC R0 ；指向下一個(gè)緩沖區(qū)MOV A, R3RR A ；將A的內(nèi)容左移一位，顯示下 一位MOV R3, AAJMP LD03.5 顯示程序設(shè)計(jì)LD1: RETDSEG:DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH；段數(shù)據(jù)表DSEG1:DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CHDSEG2:DB 39H, 5EH, 79H, 71H, 73H, 3EHDSEG3

50、:DB 31H, 6EH, 1CH, 23H, 40H, 03HDSEG4:DB 18H, 00HDL1:MOV R7, #02H；延時(shí)子程序DL:MOV R6, #0FFHDL6:DJNZ R6, DL6DJNZ R7, DLRET3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 圖3-25為采用BCD-7段譯碼驅(qū)動(dòng)器MC14558構(gòu)成的8位動(dòng)態(tài)LED顯示器。 3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 圖中MC14558為BCD-7段譯碼驅(qū)動(dòng)器，其中，A、B、C、D為BCD碼輸入端，a、b、c、d、e、f、g為顯示器段輸出端。P1.0P1.3輸出段數(shù)據(jù)的BCD碼，經(jīng)MC14558譯碼出的字型碼由a、b、c、d、e、f、g輸出到七段LED顯

51、示器中，P1.4P1.6經(jīng)74LS138譯碼器得到8根位選線分別連接LED的接地端，以控制各位的選通。P1.7與74LS138的S1端相連，當(dāng)P1.7=1時(shí)，8位顯示器顯示，當(dāng)P1.7=0時(shí)，8位顯示器熄滅。如果要顯示小數(shù)點(diǎn)，可再增加一根口線與LED的dp相連。3.5 顯示程序設(shè)計(jì)（3）軟件、硬件譯碼顯示器接口 隨著集成電路的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器為一體，并能同時(shí)供多位LED顯示的芯片。比如：INTEL SIL公司生產(chǎn)的CMOS 8位的可驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED的驅(qū)動(dòng)器ICM7218A，內(nèi)設(shè)兩種7段譯碼器（十六進(jìn)制譯碼器及BCD碼譯碼器）及8字節(jié)靜態(tài)RAM（可存放顯示數(shù)據(jù)），能在多位掃

52、描電路的控制下實(shí)現(xiàn)8位LED顯示。ICM7218A的引腳排列如圖3-26所示。3.5 顯示程序設(shè)計(jì)圖3-26 ICM7218A的引腳排列3.5 顯示程序設(shè)計(jì)各引腳功能如下。 adp：8段驅(qū)動(dòng)器。 D1D8：8位驅(qū)動(dòng)器。 ：低電平有效，將輸入數(shù)據(jù)寫入RAM中。 MODE：低電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)。高電平時(shí)，輸入控制字。 ID7為數(shù)據(jù)傳送標(biāo)志位。ID7=1時(shí)，表明后面輸入數(shù)據(jù)；ID7=0時(shí)，表明后面不輸入數(shù)據(jù)。 ID6為譯碼方式標(biāo)志位。ID6=1時(shí)，進(jìn)行十六進(jìn)制譯碼；ID6=0時(shí)，進(jìn)行BCD譯碼。3.5 顯示程序設(shè)計(jì)ID5為硬件和軟件譯碼選擇端。ID5=0時(shí)，由ICM7218A內(nèi)部完成硬件譯碼；ID5=

53、1時(shí)，由軟件完成譯碼，輸入的8位數(shù)據(jù)直接控制8個(gè)段的顯示，格式如下： ID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0 a b c e g f d某位置1，則相應(yīng)此位的段被點(diǎn)亮，但dp不同，當(dāng)此位置置0時(shí)，小數(shù)點(diǎn)被點(diǎn)亮。ID4為為關(guān)閉信號(hào)。ID4=0時(shí)，關(guān)閉晶振、譯碼和顯示；ID4=1時(shí)，正常工作。3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 上述ID4ID6是在MODE為高電平時(shí)的功能，即控制字所實(shí)現(xiàn)的功能，此時(shí)ID3ID0無(wú)效。如果進(jìn)行硬件譯碼且MODE為低電平時(shí)，ID7ID4為無(wú)效，而ID3ID0為十六進(jìn)制或BCD碼輸入值，相應(yīng)的譯碼真值表如表3-2所示。ID0ID3二進(jìn)制0000000100100011010

54、001010110011110001001101010111100110111101111BCD碼0123456789-EHLP“滅”十六進(jìn)制碼0113456789ABCDEF3.5 顯示程序設(shè)計(jì)圖3-27所示為用ICM7218A構(gòu)成的顯示電路。 3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 如果想顯示數(shù)字“97843210”，可用軟件譯碼和硬件譯碼的方法得到。 軟件譯碼。 先找出各字符的編碼。根據(jù)a、b、c、d、e、f、g、dp各段與數(shù)據(jù)位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得97843210的各位編碼分別為：F7H、F0H、FFH、B6H、F5H、EDH、B0H、FBH，并且存入80C51內(nèi)部RAM的60H67H單元中。設(shè)顯示器最左邊

55、一位為第一位，R0為顯示數(shù)據(jù)單元地址，起始單元為60H，R2為顯示的位數(shù)，則程序如下：3.5 顯示程序設(shè)計(jì)DISSOFT:SETBP1.7；置MODE高電平，準(zhǔn)備寫控制字MOVA, #0B0H；控制字為B0HMOVDPTR, #0200H；設(shè)置ICM7218A的工作地址MOVXDPTR, A；輸出控制字CLRP1.7；置MODE為低電平，準(zhǔn)備寫數(shù)據(jù)ACALLDISPLAY8；顯示8位數(shù)據(jù)RETDISPLAY8:MOVR0, #60H；顯示數(shù)據(jù)首地址MOVR2, #08H；共顯示8位MOVDPTR, #0200HAGAIN:MOVA, R0；取出顯示數(shù)據(jù)MOVXDPTR, A；輸出數(shù)據(jù)INCR0；指向下一位DJNZR2, AGAIN；8位未顯示完，繼續(xù)RET3.5 顯示程序設(shè)計(jì) 硬件譯碼。 采用硬件譯碼的數(shù)據(jù)格式為ID3ID2ID1ID0 高3位無(wú)效，現(xiàn)取000， 不顯示取為1，ID3ID0為4位編碼，具體編碼情況參見表3-2。 那么要顯示數(shù)字“97