4-簡易函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計解析

簡易函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計----可控增益寬帶放大器設(shè)計（單片機部分）1.MCS-51單片機的輸入/輸出接口主要內(nèi)容：輸入/輸出通道的組成與配置;設(shè)計的基本原理和方法；D/A轉(zhuǎn)換器性能;接口電路與程序設(shè)計。1.1輸入/輸出通道概述

1.2D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)過程I/O通道：單片機系統(tǒng)和被控對象之間信息的交互通道。包括輸入通道、輸出通道。1.1.1傳感器傳感器：將各種輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量信號的器件。

分類：（1）按用途：壓敏、力敏、位置、液面、能耗、速度、熱敏、加速度、射線輻射、振動、濕敏、磁敏、氣敏、真空度和生物傳感器等。（2）按輸出信號：模擬傳感器、數(shù)字傳感器、開關(guān)傳感器等。1.1輸入/輸出通道概述

發(fā)展方向：（1）利用新的物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)、生物效應(yīng)設(shè)計傳感器；（2）信號處理中的信息融合技術(shù)；（3）新型材料，及無源化發(fā)展；（4）新的加工技術(shù)；（5）集成化、微型化、微功耗及無源化；（6）高牢靠性、寬溫度范圍。應(yīng)用領(lǐng)域：傳感器已經(jīng)成為現(xiàn)代信息技術(shù)系統(tǒng)三大支柱之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天、軍事國防等領(lǐng)域。1.1.2單片機應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出通道

過程I/O通道的一般結(jié)構(gòu)輸入通道（前向通道）：被測對象與單片機之間的信號通道。組成：傳感器或敏感元件、通道結(jié)構(gòu)、信號調(diào)整、A/D轉(zhuǎn)換、電源的配置、干擾的抑制等。設(shè)計：（1）靠近對象采集信息；（2）輸入通道的結(jié)構(gòu)——被測對象的環(huán)境、輸入信號的類型、數(shù)量、大小，傳感器、變送器的性能。（3）模擬、數(shù)字等混雜電路；（4）放大電路；（5）抗干擾。1．輸入通道單片機應(yīng)用系統(tǒng)輸入通道結(jié)構(gòu)

2．輸出通道

輸出通道（后向通道）：單片機與被控對象之間的信號通道。組成：功率驅(qū)動、D/A轉(zhuǎn)換、干擾的抑制等。設(shè)計：（1）通道結(jié)構(gòu)：（2）輸出信號與傳送（模擬信號與數(shù)字信號，I/O口與數(shù)據(jù)總線；（3）驅(qū)動限制（小信號輸出，大功率限制）；（4）抗干擾（電磁、機械干擾）。單片機應(yīng)用系統(tǒng)輸出通道結(jié)構(gòu)

3．信號處理電路功能：信號放大/變換，濾波、零點校正、線性化處理、溫度補償、誤差修正和量程切換等。留意：信號處理可由硬件實現(xiàn)，有些也可由軟件實現(xiàn)。（1）開關(guān)量輸入：電平匹配、電氣隔離、互感器。（2）小信號放大技術(shù)：測量放大器、可編程增益放大器、帶有放大器的小信號雙線發(fā)送器。（3）隔離放大技術(shù)：隔離放大器（變壓器耦合隔離放大器和光耦合隔離放大器）1.2D/A轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)

D/A轉(zhuǎn)換器（DigittoAnalogConverter）

將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件稱為D/A轉(zhuǎn)換器，通常用DAC表示。D/A轉(zhuǎn)換接口器設(shè)計中主要考慮的問題芯片的選擇、精度、轉(zhuǎn)換時間、與CPU的接口方式、數(shù)字量的碼輸入、輸出模擬量的類型與范圍、功耗等。1.2.1D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)（1）辨別率：D/A轉(zhuǎn)換器能辨別的最小輸出模擬增量，即相鄰兩個二進(jìn)制碼對應(yīng)的輸出電壓之差?？捎米畹臀唬↙SB）表示。如，n位D/A轉(zhuǎn)換器的辨別率為1/2n。（2）精度：D/A轉(zhuǎn)換器的實際輸出與理論值之間的誤差，以滿量程VFS的百分?jǐn)?shù)或最低有效位（LSB）的分?jǐn)?shù)形式表示。1.2.1D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)（3）線性誤差：D/A的實際轉(zhuǎn)換特性與志向的轉(zhuǎn)換特性之間的偏差。即兩個相鄰的數(shù)字碼所對應(yīng)的模擬輸出值（之差）與一個LSB所對應(yīng)的模擬值之差。常以LSB的分?jǐn)?shù)形式表示。（4）轉(zhuǎn)換時間TS（建立時間）：從D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變更起先，到其輸出模擬量達(dá)到相應(yīng)的穩(wěn)定值所須要的時間。（5）偏移量誤差：輸入數(shù)字量為零時，輸出模擬量對零的偏移值。1.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的分類

按輸出信號分類：電壓輸出型和電流輸出型。按是否含有鎖存器分類：內(nèi)部無鎖存器和內(nèi)部有鎖存器。按能否作乘法運算分類：乘算型和非乘算型。按輸入數(shù)字量方式分類：并行D/A和串行D/A。按轉(zhuǎn)換時間（TS）分類：

高速D/A（＜100ns）、高速D/A（100ns～10μs）中速D/A（10μs～100μs）、低速D/A（＞100μs）1.2.3D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路

1．DAC0832（1）DAC0832的特點美國國家半導(dǎo)體公司（NationalSemiconductor，NS）公司生產(chǎn)，DAC0830系列。①8位并行D/A轉(zhuǎn)換；②二級數(shù)據(jù)鎖存；③三種工作方式：直通、單緩沖、雙緩沖；④電流輸出型芯片；⑤CMOS工藝，DIP20封裝，單電源（+5V～+15V，典型值+5V）供電；⑥參考電壓為-10～+10V⑦與MCS-51連接便利。

DAC0830系列均為DIP20封裝，管腳兼容。D0—D7：8位數(shù)字量輸入端

：片選端，低有效ILE：

數(shù)據(jù)鎖存允許

，：寫控制信號1，2

：數(shù)據(jù)傳送控制信號Iout1，Iout2：電流輸出端1，2RFB：

內(nèi)置反饋電阻端VREF:

參考電壓源（-10V～+10V）

DGND，AGND：數(shù)字地、模擬地：Vcc：

+5～+15V電源供電端DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路

2．電壓輸出方法采用運算放大器。輸出電壓VOUT=×（-VREF）硬件電路

3．單緩沖方式接口內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器有一個處于直通方式，另一個處于受單片機限制。ILE——+5V，片選信號、數(shù)據(jù)傳輸限制——P2.7，兩個寫信號——CPU的寫。數(shù)據(jù)線干脆相連。地址為7FFFH。硬件電路

完成一次D/A轉(zhuǎn)換的A/D軟件設(shè)計[例題]利用DAC0832作波形發(fā)生器產(chǎn)生三角波。解：電路如上頁所示。程序如下： ORG0100H START:MOVDPTR,#7FFFH;地址指向DAC0832 MOVA,#00H ;三角波起始電壓為0UP:MOVX@DPTR,A ;數(shù)字量送DAC0832轉(zhuǎn)換 INCA ;三角波上升邊 JNZUP ;未到最高點0FFH，返回UP接著DECA;去掉最高點0FFHDOWN:DECA ;到三角波最高值，起先下降邊MOVX@DPTR,A ;數(shù)字量送DAC0832轉(zhuǎn)換 JNZDOWN ;未到最低點0，返回DOWN接著INCA;去掉最低點00H SJMPUP ;返回上升邊 END 適用場合：多路D/A同步進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸出。4．雙緩沖方式

硬件電路

[例題]假設(shè)某一分時限制系統(tǒng)，由一臺單片機限制并行的兩臺設(shè)備，兩臺設(shè)備的模擬限制信號分別由兩片DAC0832輸出，要求兩片DAC0832同步輸出并行限制。解：如上頁圖所示，利用DAC0832雙緩沖原理，對不同端口地址的訪問具有不同的操作功能，具體功能如下表所示。實現(xiàn)同步輸出的操作步驟為：①1#待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線→1#的第一級鎖存（寫7FFFH口）；②0#待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線→0#D的第一級鎖存（寫0DFFFH口）；③1#、0#的第一級鎖存器中的數(shù)據(jù)→各自的其次級鎖存，同時起先D/A轉(zhuǎn)換（寫0BFFFH），同時輸出限制信號。子程序如下：ORG0100H START:MOVDPTR,#7FFFH ;數(shù)據(jù)指針指向1#的第一級鎖存器 MOVA,#data1;取第一個待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)data1 MOVX@DPTR,A ;送入第一級緩沖器 MOVDPTR,#0DFFFH ;數(shù)據(jù)指針指向0#的第一級鎖存器 MOVA,#data0 ;取其次個待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)data0 MOVX@DPTR,A ;送入第一級緩沖器 MOVDPTR,#0BFFFH ;數(shù)據(jù)指針指向1#0#的其次級緩沖地址 MOVX@DPTR,A;1#和0#數(shù)據(jù)同時進(jìn)入其次級鎖存，起先轉(zhuǎn)換 RET END 系統(tǒng)工作過程

2.MCS-51單片機的交互通道配置與接口主要內(nèi)容：從工程應(yīng)用角度介紹了MCS-51單片機的交互通道配置與接口;主要包括人機界面中的鍵盤、顯示器;介紹好用方案和設(shè)計技巧。2.1MCS-51單片機與鍵盤的接口技術(shù)2.2MCS-51單片機與顯示器的接口技術(shù)2.1MCS-51單片機與鍵盤的接口技術(shù)鍵盤：完成限制參數(shù)輸入及修改的基本輸入設(shè)備，是人工干預(yù)系統(tǒng)的重要手段。鍵盤的分類：按編碼方式可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤。按鍵組連接方式可分為獨立連接式鍵盤與矩陣連接式鍵盤。2.1.1概述鍵盤輸入的主要器件：各種按鍵或開關(guān)。1．獨立連接式鍵盤組成：每鍵相互獨立，各自與一條I/O線相連。CPU讀取鍵值的方法：干脆讀取連接鍵的I/O線的電平狀態(tài)。特點：硬件、軟件結(jié)構(gòu)簡潔，判鍵速度快，運用便利；缺點是占I/O口線多。適用場合：多用于設(shè)置限制鍵、功能鍵。適用于鍵數(shù)少的場合。2.矩陣連接式鍵盤組成：鍵按矩陣排列，各鍵處于矩陣行/列的結(jié)點處。CPU讀取鍵值的方法：對連在行（列）的I/O線送已知電平的信號，然后讀取列（行）線的狀態(tài)信息。逐線掃描，得出鍵碼。特點：鍵多時占用I/O口線少，硬件資源利用合理，判鍵速度慢。適用場合：適用于鍵數(shù)多的場合。掃描方式：動態(tài)掃描。低電平掃描（回送線必需被上拉為高電平）、高電平掃描（回送線需被下拉為低電平）。3.薄膜開關(guān)特點：不須要進(jìn)行導(dǎo)線與開關(guān)間的焊接，結(jié)構(gòu)簡潔、體積小、防塵、防水、防有害氣體侵蝕、壽命長、牢靠性高。應(yīng)用：與按鍵式鍵盤類似，多個薄膜開關(guān)也可依據(jù)獨立式或矩陣式設(shè)計內(nèi)部電路，其原理與一般鍵盤相同。（1）開關(guān)狀態(tài)的牢靠輸入——消退鍵抖動。方法：硬件（去抖動電路）；軟件延遲（10～20ms）。（2）鍵盤狀態(tài)的監(jiān)測方法——中斷方式、查詢方式。（3）鍵盤編碼方法。（4）鍵盤限制程序的編制。2.1.2運用鍵盤時必需解決的問題2.1.3鍵盤接口功能：對鍵盤上所按下的鍵進(jìn)行識別。按編碼方式可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤。（1）編碼鍵盤：接受專用的編碼/譯碼器件，被按下的鍵由該器件譯碼輸出相應(yīng)的鍵碼/鍵值。特點：增加了硬件開銷，編碼固定，編程簡潔。適用場合：適用于小規(guī)模鍵盤。（2）非編碼鍵盤：接受軟件編/譯碼的方式，通過掃描，對每個被按下的鍵判別輸出相應(yīng)的鍵碼/鍵值。特點：不增加硬件開銷，編碼靈敏，編程較困難，占CPU時間。適用場合：適用于小規(guī)模鍵盤，特殊是單片機系統(tǒng)鍵盤。1．鍵盤接口的工作原理電路：鍵盤的回送線X0～X3通過電阻接+5V?；驹恚旱碗娖綊呙?。無鍵閉合，全部的掃描線和回送線都斷開，回送線都呈高電平。某一鍵閉合時，該鍵所對應(yīng)的掃描線和回送線被短路，相應(yīng)的回送線變?yōu)榈碗娖?。其與掃描線相交處的鍵閉合。CPU對鍵盤掃描的方式：程序限制的隨機方式（CPU空閑時掃描鍵盤）、定時限制方式（定時掃描鍵盤）、中斷方式。CPU對鍵盤上閉合鍵的鍵號確定方法：依據(jù)掃描線和回送線的狀態(tài)計算求得，或依據(jù)行線和列線的狀態(tài)查表求得。2．鍵輸入程序的設(shè)計方法（1）推斷鍵盤上是否有鍵閉合；（2）消退鍵的機械抖動；（3）確定閉合鍵的物理位置；（4）得到閉合鍵的編號；（5）確保CPU對鍵的一次閉合只做一次處理3．鍵盤接口方式（1）獨立式鍵盤接口（靜態(tài)方式）特點：結(jié)構(gòu)簡潔，每個按鍵接單片機的一條I/O線，通過對輸入線的查詢，可以識別每個按鍵的狀態(tài)。[例題]在MCS-51單片機系統(tǒng)中，設(shè)計一個含8個按鍵的獨立式鍵盤。解：獨立式鍵盤，8個按鍵經(jīng)上拉電阻拉高后分別接到MCS-51單片機P1口的8條I/O線上（P1.0～P1.7）。無鍵按下：P1.0～P1.7線上輸入均為高電平。有鍵按下：與被按鍵相連的I/O線為低電平輸入，其他位按鍵的輸入線上仍維持高電平輸入。設(shè)計過程：

8個按鍵引入線——與非門74LS30——非門74LS04——中斷的方式處理鍵盤。中斷服務(wù)程序：延時20ms去抖——查詢各鍵——確定按下鍵位置——轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理程序。系統(tǒng)工作過程

主程序如下： ORG 0000H LJMPSTART ORG 0003H ;外部中斷0中斷服務(wù)入口地址 LJMP INT00 ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù) ORG 0030H START: MOV SP,#60HSETB EA ;開總中斷允許 SETB EX0 ;開INT0中斷 SETB IT0 ;下降沿有效 ……中斷服務(wù)程序清單如下：INT00: LCALLD20 ;延時去抖動 MOV P1,#0FFH ;P1口送全1值 MOV A,P1 ;讀P1口各引腳 CJNE A,#0FFH，CLOSE ;驗證是否的確有鍵閉合 AJMP INTE ;無鍵按下

CLOSE:JNB ACC.7,KEY7 ;查詢7號鍵 JNB ACC.6,KEY6 ;查詢6號鍵 JNB ACC.5,KEY5 ;查詢5號鍵 JNB ACC.4,KEY4 ;查詢4號鍵 JNB ACC.3,KEY3 ;查詢3號鍵 JNB ACC.2,KEY2 ;查詢2號鍵 JNB ACC.1,KEY1 ;查詢1號鍵 JNB ACC.0,KEY0 ;查詢0號鍵INTE: RETIKEY7: …… ;7號鍵處理程序KEY71: MOV A,P1 ;再讀P1口各引腳 JNBACC.7,KEY71 ;確認(rèn)鍵是否釋放LCALL按鍵處理程序 RETIKEY6: …… ;其他鍵處理程序 …… D20: …… ;20ms延時子程序 …… END

（2）矩陣式鍵盤接口——行反轉(zhuǎn)法

矩陣式鍵盤按鍵識別方法有行反轉(zhuǎn)法和動態(tài)掃描法等。行反轉(zhuǎn)法須要兩個雙向I/O口分別接行、列線。步驟如下：（1）行線輸出全“0”，讀入列線，判有無鍵按下。（2）若有鍵按下，再將讀入的列值輸出，讀行線的值。（3）讀取的列線/行線值運算，得到此鍵的唯一的特征值。優(yōu)點：判鍵速度快，兩次即可。因輸入與輸出線反轉(zhuǎn)而得名。適用于矩陣式鍵盤。[例題]為8051微處理器設(shè)計一個由4行4列鍵陣構(gòu)成的鍵盤。解：電路設(shè)計：P2口的低4位作為輸出線（行）。P1口的低4位作為輸入線（列），輸入線通過74LS21邏輯與后接8051的外部中斷引腳0，有鍵按下時引起中斷。中斷服務(wù)程序中對所按的鍵進(jìn)行判別。系統(tǒng)工作過程

①主程序中的鍵盤初始化

ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPINT11ORG0030HSTART:MOVP2,#00H

……

②查詢閉合鍵的位置子程序KEYRKEYR子程序功能：確定每組線中哪一位為0，是否有多個0。子程序入口：讀某組線的數(shù)據(jù)存入累加器A中；子程序出口：某組線中0的位置（0～3）保存在R3中。KEYR子程序如下：

KEYR: CJNE A,#0EH,TESTP11 ;測試P1.0（或P2.0） MOV R3,#0;P1.0(或P2.0)=0，說明被按鍵的輸入線為P1.0/P2.0 LJMP FINISH ;返回TESTP11: CJNE A,#0DH,TESTP12 ;測試P1.1（或P2.1） MOV R3,#1 LJMP FINISHTESTP12: CJNE A,#0BH,TESTP13 ;測試P1.2（或P2.2） MOV R3,#2 LJMP FINISHTESTP13: CJNE A,#07H,FINISH ;測試P1.3（或P2.3） MOV R3,#3FINISH: RET③中斷服務(wù)程序鍵按下，產(chǎn)生中斷。中斷服務(wù)程序起先利軟件去抖動，然后處理。中斷服務(wù)程序如下：ORG1000H INT11:LCALLDELAY ;延時去抖動MOVP1,#FFH;讀端口引腳的預(yù)處理 MOV A,P1 ;讀輸入線 ANL A,#0FH ;推斷是否有鍵閉合 CJNE A,#0FH,TEST ;有鍵閉合，轉(zhuǎn)推斷按鍵程序 RETI ;無鍵閉合，返回TEST:MOV B,A ;暫存 LCALL KEYR ;調(diào)用讀取子程序 MOV 40H,R3 ;暫存在40H單元，40H的低四位為行值 MOV P2,#0FFH ;輸出線寫1 MOV P1,B ;行反轉(zhuǎn)，輸入線寫入數(shù)據(jù) MOV A,P2 ;讀輸出線 LCALL KEYR ;調(diào)用讀取子程序 XCH A,R3 ;字節(jié)交換 SWAP A;A內(nèi)部半字節(jié)交換，A的高四位為列值 ORL 40H,A ;得按鍵特征值 RETI 中斷程序結(jié)束后，鍵的特征值存放在40H單元中（高4位——輸出線，低4位——輸入線）。查表，得到相應(yīng)鍵的代碼，可進(jìn)行顯示或其他處理。④去抖動的延時子程序DELAY利用CPU的循環(huán)延時子程序，延時20ms。設(shè)晶振頻率為12MHz，機器周期為1s，DJNZ指令——2個機器周期，時間為2s。20ms÷2s>255，因此單重循環(huán)程序無法實現(xiàn)，可接受雙重循環(huán)的方法編寫20ms延時程序。程序如下：DELAY:MOVR7,#100;設(shè)置外循環(huán)次數(shù)（1個機器周期）DLY1:MOVR6,#98;設(shè)置內(nèi)循環(huán)次數(shù)DLY2:DJNZR6,DLY2;（R6）－1=0，則依次執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)回DLY2接著循環(huán)，延時時間為2s×98=196s NOP ;延時時間為1s DJNZR7，DLY1;（R7）－1=0，則依次執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)回DLY1接著循環(huán) RET;子程序結(jié)束延時時間為：（2×98＋1＋2＋1）×100＋2＋1=20.003ms⑤利用空閑方式去抖動的延時子程序DELAY利用CPU空閑方式，定時器T1實現(xiàn)延時，T1必需預(yù)先置初值，以得到須要的延遲時間。設(shè)晶振頻率為6MHz，延時20ms定時時間為：（216－TC）×6/12=20×103μs，初值：TC=25536=63C0H。程序如下：DELAY: MOV TOMD,#11H ;T1方式1定時 MOV TL1,#0C0H ;定時器1定時初值 MOV TH1,#63H SETB EA ;開中斷 SETB ET1 ;開定時器1中斷 SETB PT1 ;定時器1為高級中斷（因被鍵盤中斷調(diào)用） SETB TR1 ;啟動定時器 ORL PCON，#1 ;啟動空閑方式，實際CPU在此處等待 CLRTR1;以下四條指令只有在延時后，定時器被喚醒，才能執(zhí)行 CLR PT1 CLR ET1 RET END

2.2MCS-51單片機與顯示器的接口技術(shù)

功能：實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸出和狀態(tài)的反饋。單片機系統(tǒng)中常用的顯示器：發(fā)光二極管、七段數(shù)碼顯示器、液晶顯示器等。2.2.1LED顯示器及其接口發(fā)光二極管（LightEmittingDiode），簡稱LED。LED顯示器分類：從外觀可分為“8”字形的七段數(shù)碼管、米字形數(shù)碼管、點陣塊、矩形平面顯示器、數(shù)字筆劃顯示器等。1．七段LED數(shù)碼顯示器功能：十進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)字及某些簡潔字符。特點：限制簡潔，運用便利，在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用較多。上圖中的a～g七個筆劃（段）及小數(shù)點dp均為發(fā)光二極管。數(shù)碼管顯示器依據(jù)公共端的連接方式，可以分為共陰極數(shù)碼管（將全部發(fā)光二極管的陰極連在一起）和共陽極數(shù)碼管（將全部發(fā)光二極管的陽極連在一起）。單片機系統(tǒng)擴展LED數(shù)碼管時多用共陽LED。共陽數(shù)碼管每個段筆畫是用低電平(“0”)點亮的，要求驅(qū)動功率很?。欢碴帞?shù)碼管段筆畫是用高電平(“1”)點亮的，要求驅(qū)動功率較大。通常每個段筆畫要串一個數(shù)百歐姆的降壓電阻。組成：a～g七個筆劃（段）及小數(shù)點dp均為發(fā)光二極管。分類：按公共端的連接方式，可以分為共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管。位選：公共端。段選：七個筆劃（段）a～g及小數(shù)點dp。

單片機系統(tǒng)擴展LED數(shù)碼管時多用共陽LED，低電平點亮，要求驅(qū)動功率小。通常每個段筆畫要串一個數(shù)百歐姆的降壓電阻。LED工作過程

2．LED點陣模塊顯示器組成：由發(fā)光二極管排成一個m×n的點陣，每個發(fā)光二極管構(gòu)成點陣中的一個點。特點：能顯示的字符比較多，顯示逼真，限制比較困難。適用于顯示漢字、圖形和表格，廣泛應(yīng)用于公共場合的信息發(fā)布。七段LED字形碼如下表所示。3.LED的驅(qū)動接口工作基礎(chǔ)：LED工作時須要確定的工作電流，才能正常發(fā)光。流過LED的電流大小確定了它的發(fā)光強度。工作電壓：單個LED是一個壓降為1.2～1.5V的發(fā)光二極管。工作電流：通過串接限流電阻R調(diào)整LED的顯示效果。R↓——工作電流↑——LED的亮度↑，工作電流↑↑——損害驅(qū)動器件、LED。限流電阻R一般取數(shù)百歐姆。4．LED數(shù)碼管的顯示與驅(qū)動工作方式：靜態(tài)和動態(tài)兩種顯示方式。（1）靜態(tài)顯示方式定義：各數(shù)碼管在顯示過程中持續(xù)得到送顯信號，與各數(shù)碼管接口的I/O口線是專用的。特點：顯示穩(wěn)定，無閃爍，用元器件多，占I/O線多，無須掃描。節(jié)約CPU時間，提高CPU的工作效率，編程簡潔。4．LED數(shù)碼管的顯示與驅(qū)動[例題]設(shè)計8051通過8255A芯片擴展3位七段共陽極LED顯示器。解：8255A與8051的接口略。8255A的PA,PB,PC口接3位共陽極顯示器。位選干脆接高電平。程序設(shè)計：8255A的初始化設(shè)定PA,PB,PC為基本I/O輸出方式，待顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)部RAM的40H～42H單元，數(shù)據(jù)格式為非壓縮BCD碼。將相應(yīng)的字形碼寫入8255A的PA,PB,PC口，顯示器就可以顯示出3位字符。系統(tǒng)工作過程

初始化及顯示子程序如下： ORG1000H DSP8255:MOVDPTR,#7FFFH MOVA,#80H ;8255A工作方式設(shè)置 MOVX@DPTR,A;工作方式字送8255A限制口MOVR0,#40H;顯示數(shù)據(jù)起始地址 MOVR1,#03H;待顯示數(shù)據(jù)個數(shù) MOVDPTR,7FFCH ;第一個數(shù)據(jù)在PA口顯示LOOP:MOVA,@R0 ;取出一個待顯示數(shù)據(jù)ADDA,#06H;加上偏移量，查表指令到表TAB有6個字節(jié)指令 MOVCA,@A+PC ;查表取出字形碼 MOVX@DPTR,A ;字形碼送8255A端口顯示 INCR0 ;指向下一個數(shù)據(jù)存儲位置 INCDPTR ;指向下一個七段數(shù)碼顯示器 DJNZR3,LOOP ;未顯示結(jié)束，返回接著 RET TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ;0,1,2,3字形碼表 DB99H,92H,82H,0F8H ;4,5,6,7 DB80H,90H,88H,83H ;8,9,A,b DB0C6H,0A1H,86H,8EH;C,d,E,F END [例題]

利用在8051串行口擴展多片串行輸入并行輸出的移位寄存器74LS164作為靜態(tài)顯示器接口，設(shè)計3位靜態(tài)顯示器接口電路，并寫出顯示更新子程序，實現(xiàn)將3FH～3DH3個單元的數(shù)值（各單元分別存儲1位數(shù)據(jù)）分別顯示在3位LED2～LED0上。解：3位共陽極數(shù)碼管的公共端——Vcc；串行口——串/并轉(zhuǎn)換——3個數(shù)碼管的段碼（先送出的段碼字節(jié)在LED2數(shù)碼管上顯示），限流電阻值取750。系統(tǒng)工作過程

程序如下： ORG 1000H DISPSER: MOV R5,#03H ;顯示3個字符 MOV R1,#3FH ;3FH～3DH存放要顯示的數(shù)據(jù)DL0: MOV A,@R1 ;取出要顯示的數(shù)據(jù) MOV DPTR,#STAB ;指向段數(shù)據(jù)表 MOVCA,@A+DPTR ;查表取字形數(shù)據(jù) MOV SBUF,A ;送出數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示 JNB TI,$ ;輸出完否？ CLR TI ;輸出完，清中斷標(biāo)記 DEC R1 ;再取下一個數(shù)據(jù) DJNZ R5,DL0 ;循環(huán)3次 RET ;返回STAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H;段數(shù)據(jù)表（共陽極） DB· …… …… END （2）動態(tài)顯示方式定義：一位一位地輪番點亮每位顯示器，各數(shù)碼管接口的I/O口線：段選共用，位選單獨。特點：有閃爍，元器件少，占I/O線少，必需掃描，花費CPU時間，編程困難。[例題]設(shè)計6位共陰極顯示器與8155的接口電路，并寫出與之對應(yīng)的動態(tài)掃描顯示子程序。顯示數(shù)據(jù)緩存區(qū)在片內(nèi)RAM39H～3EH單元。解：8155的PA口——ULN2803（反相驅(qū)動）——掃描；PB口——段碼輸出——ULN2803，都工作在基本輸出方式。設(shè)PA口的端口地址為7F01H，PC口的端口地址為7F03H。掃描時，PA的低6位依次置1，依次選中了從左至右的顯示器。共陰極數(shù)碼管在段數(shù)據(jù)表中的字形碼應(yīng)與共陽極數(shù)碼管的字形碼相同。系統(tǒng)工作過程

動態(tài)掃描子程序如下： ORG 1000H DSP8155: MOV DPTR,#7F00H ;指向8155叮囑寄存器 MOV A,#00000011B ;設(shè)定PA口、PB口為基本輸出方式 MOVX @DPTR,A ;輸出叮囑字DISP1: MOV R0,#3EH ;指向緩沖區(qū)末地址 MOV A,#20H ;掃描字，PA5為1，從左至右掃描LOOP:MOVR2,A ;暫存掃描字 MOVDPTR,#7F01H ;指向8155的PA MOVX@DPTR,A ;輸出位選碼 MOVA,@R0 ;讀顯示緩沖區(qū)一字符 MOVDPTR,#PTRN ;指向段數(shù)據(jù)表首地址 MOVCA,@A+DPTR ;查表，得段數(shù)據(jù) MOVDPTR,#7F02H ;指向8155的PB MOVX@DPTR,A ;輸出段數(shù) CALLD1MS ;延時1ms DECR0 ;調(diào)整指針 MOVA,R2 ;讀回掃描 CLRC ;清進(jìn)位標(biāo)記 RRCA ;掃描字右移 JCPASS ;結(jié)束 AJMPLOOP ;接著顯示PASS:RET ;返回

D1MS:MOVR7,#02H ;延時1ms子程序DMS:MOVR6,#0FFH DJNZR6,$ DJNZR7,DMS RET PTRN: