实验三、51 单片机的编程和应用设计——动态显示窗口的设计与应用一、实验目的： 1、 掌握单片机 I/O 技术和程序设计的综合知识 2、 掌握数码管显示的基本原理 二、实验内容： 设计一个数码管动态显示系统，控制 8 个数码管动态扫描显示 01234567 三、实验要求： 设计控制 8 个数码管动态扫描显示 01234567，要求连续地看到 01234567 这八个 数 四、实验设备及实验耗材： 计算机一台，WAVE6000 软件模拟器，完成 ISP 下载的 XLISP 软件，XL1000 单 片机综合仿真试验仪一台（8 个用共阳接法连接的 8 段数码管，89C51 一片，9 针对 9 针的串口线一条，USB 电缆一条） 五、实验基本原理与方法： 预习教科书 MCS-51 单片机的 I/O 技术及指令系统中的布尔指令，查找相关资料 掌握 8 段数码管显示的基本原理，分析解决如何在一个屏幕上显示 01234567 这些不同 数字的问题共阳接法：低电平亮，高电平灭数码管部分 JP5（控制数码管的 8 段）JP8（输入高电平选中相应的数码管） 数码管实际上是由 7 个发光管组成的 8 字形构成的，加上小数点就是 8 个。
我们 分别把它命名为 ABCDEFGH由于接法是共阳接法，所以低电平是亮，高电平是灭 例如，我们要显示一个数字 2 则是 C、F、H（小数点）不亮，P0.0-P0.7 控制数码管的 8 段，0 为亮，1 为灭，从高往低排列，P0.0-P0.7 写成二进制为 10100010，把它转化 为十六进制数为 A2H，当然在此之前，还必须指定哪一个数码管亮，这里我们就指定 最后一个 P2.7我们把数码管显示数字编制为一个表格有了这个表格上面显示一个 2 的程序则可简化为 LOOP： CLR P2.7 ;选中左边的数码管 MOV P0,#0A2H JMP LOOP END 原理图中把所有数码管的 a-h 同名端连在一起，而每一个显示器的公共极 COM 是各自独立地受 IO 线控制CPU 向字段输出口送出字形码，所有显示器接收到相同 的字形码，由 8 个 PNP 的三极管，来控制这 8 位哪位工作，例如我们选中 P2.7 最后 一位亮了同样，如果要选中第一位，将 CLR P2.7 改为 CLR P2.0 即可 这里有一个矛盾，所有数码管的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起，那么在一个屏 幕上如何显示 012345 这样不同的数字呢？的确，在这种接法中同一瞬间所有的数码管 显示都是相同的，不能显示不同的数字。
在单片机里，首先显示一个数，然后关掉， 然后显示第二个数，又关掉，那么将看到连续的数字显示，轮流点亮扫描过程中，每 个显示器的点亮时间是极为短暂的（约 1ms） ，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的 印象就是一组稳定的显示数据，不会由闪烁感 例如数码管显示 01234567 这么 8 个数，在单片机中实际的工作流程如下：先打开 P2.0 送 0，然后关掉 P2.0，打开 P2.1 送 1，再关掉 P2.1，打开 P2.2 送 2，依次向下， 由于速度足够快，那么我们将连续地看到 01234567 这 8 个数 六、实验方案设计： 1、 采用哪些 I/O 口完成 89C51 与数码管的通信 2、 说明该程序的功能，给程序加上注释 3、 硬件连接原理图 七、实验步骤： 1.弄清实验内容和实验要求 2.复习相关理论知识，提出实验方案，画出程序流程图开始选中第 1 个数码管显示 0关显示延时选中第 2 个数码管显示 1关显示延时选中第 8 个数码管显示 7关显示延时结 束软件流程图3.实验程序，分号后加注释，便于查看和调试。
程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030H MAIN:CLR P2.0 ;MOV P0, #28H ;LCALL DELAY ; MOV P0, #0FFH ;SETB P2.0CLR P2.1 ;MOV P0, #7EH ;LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.1CLR P2.2 ;MOV P0, #0A2H ;LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.2CLR P2.3 ;MOV P0, #62H ;LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.3CLR P2.4 ;MOV P0, #74H ;LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.4CLR P2.5 ;MOV P0, #61H ; LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.5CLR P2.6 ;MOV P0, #21H ; LCALL DELAYMOV P0, #0FFHSETB P2.6CLR P2.7 ;MOV P0, #7AH ; LCALL DELAYSETB P2.7MOV P0, #0FFHAJMP MAIN ; DELAY： ;MOV R7, #2D1: MOV R6, #25D2: DJNZ R6, D2DJNZ R7, D1RETEND 4.编译和调试。
伟福软件： 1.打开伟福 WAVE V3.20 软件，采用伟福默认的仿真器就可以了文件——新 建文件，在弹出的窗口中输入实验程序，保存为“文件名.asm”文件，若窗 口内的部分程序字体颜色发生改变，表示保存成功 2.文件——新建项目 加入模块文件：打开刚才已经保存的文件“文件名.asm” 加入包含文件：取消 保存项目“文件名.PRJ” ，在项目窗口里可以看到 3.确保仿真器——仿真器设置——目标文件里“生成 HEX 文件”和“生成 BIN 文件”被勾选上 4.项目——编译，调试，编译成功后就会生成“文件名.HEX”文件 5.软件调试成功后，完成硬件连接 接线方法： 1、 接 8 位数码管的数据线将数码管部份的数据口 JP5 接到 CPU 部份的 P0 口 JP51 2、 接 8 位数码管的显示位线将数码管部份的显示位口 JP8 接到 CPU 部份的 P2 口 JP52 6.将程序烧写到单片机上，试运行若出现问题，修改程序，重新编译和调试，直 至运行成功 ISP 下载烧写程序： 确保实验仪与计算机的串口和电源都连通后，打开软件 XLISP，注意串口设 置，计算机和试验仪采用的是哪个串口连接，不同的计算机可能会不同，有的是 COM1，有的是 COM3 等，可以采用自动检测功能查找。
也可以在打开软件后， 选项—串口，更改串口设置如果串口选择错误，实验将无法进行打开（打开生成的 HEX 文件）——智能一键通即可看到运行结果重新烧 写程序时应该先擦除上一个的再烧写 实验结果: 在8个数码管上仿佛同时看到显示01234567. 八、实验报告要求： 1．分析程序，说出程序的功能，画出流程图 2．程序加注释 3．画出硬件接口原理电路图 4. 实验小结（包括理论知识的总结和实验结果的分析）。