基于DVCC環(huán)境的LED與數(shù)碼管的協(xié)同控制

吳昂

摘要：本文主要探討和講述了在DVCC環(huán)境下，通過(guò)8255并行I/O端口擴(kuò)展，將LED的流水式顯示與數(shù)碼管的跑馬燈應(yīng)用結(jié)合，同時(shí)通過(guò)程序加以協(xié)同控制，達(dá)到了LED與數(shù)碼管同時(shí)輪轉(zhuǎn)點(diǎn)亮的效果。硬件電路設(shè)計(jì)上采用了與數(shù)碼管數(shù)量相對(duì)應(yīng)的“6位分組控制”的形式，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)；延時(shí)程序采用了寄存器控制可變延時(shí)的模式，可靈活同步控制LED與數(shù)碼管的輪轉(zhuǎn)點(diǎn)亮速率。本文的整體設(shè)計(jì)已在單片機(jī)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中多次使用，教學(xué)效果反映良好。

關(guān)鍵詞：DVCC 8255 延時(shí)程序 6位分組控制

一、DVCC系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

DVCC系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由仿真技術(shù)及模塊化實(shí)驗(yàn)電路結(jié)合而成，可用于MCS-51、MCS-96系列單片機(jī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)與仿真開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)模擬用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，可與PC機(jī)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)用戶程序的編輯、編譯與調(diào)試運(yùn)行。DVCC仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配備有8255、8251、8155等單片機(jī)常用接口芯片，脈沖發(fā)生器，步進(jìn)電機(jī)，繼電器，EPROM編程器等多種單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)輔助單元。本文主要涉及到數(shù)碼管控制與8255并行I/O端口擴(kuò)展對(duì)LED的控制。

二、詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.數(shù)碼管控制

DVCC實(shí)驗(yàn)箱提供了6個(gè)數(shù)碼管，其電路連接封裝于實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部，無(wú)需手動(dòng)連線，使用極為簡(jiǎn)單。6個(gè)數(shù)碼管的字形口地址為0FF22H，位選口地址為0FF21H；由16位寄存器DPTR或8位寄存器R0、R1控制皆可。

2.8255并行I/O端口擴(kuò)展對(duì)LED的控制

DVCC實(shí)驗(yàn)箱提供了共12個(gè)LED，可直接通過(guò)MCS-51單片機(jī)I/O口（如P1）控制，也可由外圍芯片（如8255）擴(kuò)展控制，需通過(guò)插針線手動(dòng)連接。在基本LED的流水式顯示實(shí)驗(yàn)中，可選擇MCS-51單片機(jī)P1口控制8個(gè)LED由進(jìn)行；若需要控制所有12個(gè)LED，則需要由P1口和P2口共同控制。但是，如果將12個(gè)LED的流水式顯示與數(shù)碼管的跑馬燈應(yīng)用結(jié)合，則P2口必須用作數(shù)碼管等外圍設(shè)備的高8位地址位，無(wú)法和P1口共同控制LED，所以需要將12個(gè)LED的控制交由擴(kuò)展芯片（如8255）完成。此時(shí)，需要合理分配使用3個(gè)地址寄存器（即DPTR、R0和R1），才能有效同時(shí)控制12個(gè)LED與6個(gè)數(shù)碼管。本文選取DPTR動(dòng)態(tài)控制8255的控制口、數(shù)碼管的字形口與位選口，R0和R1分別控制8255的A口和B口（默認(rèn)地址高8位為0FFH）。

3.六位分組控制

在確定8255的A口和B口控制LED后，需要從A口和B口共16位中選取12位逐一控制12個(gè)LED，本文選取了PA0～PA5和PB0～PB5共12位分別控制LED1～LED12，即“六位分組控制”。

將12個(gè)LED“六位分組控制”，分成2組，正好與6個(gè)數(shù)碼管在數(shù)量上對(duì)應(yīng)。這種分配方案的最大好處是可用1個(gè)寄存器（如累加器）同時(shí)控制一組LED與6個(gè)數(shù)碼管，然后再用該寄存器控制另一組LED與6個(gè)數(shù)碼管。反映在程序中則以對(duì)稱的形式表現(xiàn)，代碼的兩部分完全對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)潔易懂（可參見(jiàn)本文最后的程序清單）。

4.8255的A口與B口切換控制

將12個(gè)LED“六位分組控制”形成兩組后，由于在流水式顯示中任意時(shí)刻只使用兩組中的某一組，所以用一個(gè)寄存器控制即可。不過(guò)，這里需要有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，指示寄存器當(dāng)前控制的是兩組寄存器中的哪一組，即選用PA口連接還是PB口連接的LED。比較直觀的解決方法是設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位作為開(kāi)關(guān)，本文選取的程序狀態(tài)字PSW中的用戶自定義標(biāo)志F0。

三、程序清單

ORG 0000H

MOV SP，#60H

CLR F0

MOV DPTR，#0FF2BH ；設(shè)置8255控制口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；設(shè)置8255工作方式

MOV DPTR，#0FF22H ；設(shè)置數(shù)碼管字形口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；選定字形為數(shù)字"8"

MOV DPTR，#0FF21H ；設(shè)置數(shù)碼管位選口地址

MOV R0，#29H ；設(shè)置A口地址

MOV R1，#2AH ；設(shè)置B口地址

ST：MOV A，#01H

CPL F0 ；置換開(kāi)關(guān)F0

NEXT：JNB F0，L1

MOVX @DPTR，A ；選定數(shù)碼管字位

MOVX @R0，A ；選定A口使用位

PUSH ACC ；保存A口使用位

CLR A

MOVX @R1，A ；將B口清零

POP ACC ；載入A口使用位

MOV R7，#25H

LCALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)

AJMP L2

L1：MOVX @DPTR，A ；選定數(shù)碼管字位

MOVX @R1，A ；選定B口使用位

PUSH ACC ；保存B口使用位

CLR A

MOVX @R0，A ；將A口清零

POP ACC ；載入B口使用位

MOV R7，#25H

LCALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)

L2：RL A

JB ACC.6，ST

AJMP NEXT

DELAY： PUSH 07H

DELAY1： PUSH 07H

DELAY2： PUSH 07H

DELAY3： DJNZ R7，DELAY3

POP 07H

DJNZ R7，DELAY2

POP 07H

DJNZ R7，DELAY1

POP 07H

DJNZ R7，DELAY

RET

END

參考文獻(xiàn)：

[1]胡輝.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].中國(guó)水利水電出版社，2011-02.

[2]東南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系.DVCC系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[M].啟動(dòng)計(jì)算機(jī)廠有限公司