单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路,我们从常用的LED显示原理开始,详尽讲解利用单片机驱动LED数码管的电路及编程原理,目的在于通过这一编程范例,让初学者了解I/O口的编程原理,意在起举一反三,抛砖引玉的作用。 LED的发光原理,稍有电子技术基础的人士都很清楚,我们不想作过多的介绍,7段LED数码管,则在一定形状的绝缘材料上,利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管,分别引出它们的电极,点亮相应的点划来显示出0-9的数字。 |
LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同的。右图是共阴和共阳极数码管的内部电路,它们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已。 将多只LED的阴极连在一起即为共阴式,而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例,如把阴极接地,在相应段的阳极接上正电源,该段即会发光。当然,LED的电流通常较小,一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将"b"和"c"段接上正电源,其它端接地或悬空,那么"b"和"c"段发光,此时,数码管显示将显示数字“1”。而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源,其它引脚悬空,此时数码管将显示“2”。其它字符的显示原理类同,读者自行分析即可。 |
左图为实验电路图,我们使用80C51单片机,电容C1、C2和CRY1组成时钟振荡电路,这部分基本无需调试,只要元件可靠即会正常起振。C3和R1为单片机的复位电路,80C51的并行口P1.0-P1.7直接与LED数码管的"a-f"引脚相连,中间接上限流电阻R3-R10。值得一提的是,80C51并行口的输出驱动电流并非很大,为使LED有足够的亮度,LED数码管应选用高亮度的器件。 此外,图中的80C51还可选用C51系列的其它单片机,只要它们的指令系统兼容C51即可正常运行,程序可直接移植,例如选用低价Flash型的AT89C1051或2051(详细技术手册)等,它们的ROM可反复擦写,非常适合作实验用途。 |
· 程序清单: 01 START: ORG 0100H ;程序起始地址 02 MAIN: MOV R0,#00H ;从“0”开始显示 03 MOV DPTR,#TABLE ;表格地址送数据指针 04 DISP: MOV A,R0 ;送显示 05 MOVC A,@A+ADPTR ;指向表格地址 06 MOV P1,A ;数据送LED 07 ACALL DELAY ;延时 08 INC R0 ;指向下一个字符 09 CJNE R0,#0AH,DISP ;未显示完,继续 10 AJMP MAIN ;下一个循环 11 DELAY: MOV R1,#0FFH ;延时子程序,延时时间赋值 12 LOOP0: MOV R2,#0FFH 13 LOOP1: DJNZ R2,LOOP1 14 DJNZ R1,LOOP0 15 RET ;子程序返回 16 TABLE: DB 0C0H ;字型码表 17 DB 0F9H 18 DB 0A4H 19 DB 0B0H 20 DB 99H 21 DB 92H 22 DB 82H 23 DB 0F8H 24 DB 80H 25 DB 90H 26 END ;程序结束 |