实验一MCU8051的LED显示变化及二位数字显示实验.doc

实验一 MCU8051的LED显示变化及二位数字显示实验
一、实验目的
掌握数码管显示原理
掌握利用单片机控制数码管动态和静态显示
熟悉多位数码管扫描原理
理解LED8x8点阵显示原理
熟悉实验箱上相关器件的下载流程
二、实验仪器及器件
1、EDA试验箱(包括FPGA核心板、单片机、LED8x8点阵及底板) 一台
2、PC主机一台
3、单片机并口下载电缆一根
4、FPGA下载电缆一根
三、实验要求
1、课前了解相关单片机知识,包括各管脚的用途及定时器的运用。
2、理解实验原理
四、实验原理
1、管脚分配
单片机管脚通过FPGA与其他外设进行连接,将特定的驱动程序下载到FPGA核心板中,管脚分配可如下图:
AT89S52原理图
AT89S52实物图
图1-1
其中P0口进行数码管的段选,P2口进行数码管的位选;S1、、,S3、S4接两个中断口(S1~S4位于FPGA主板左下方)。
2、单片机简介
在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。Intel公司首先推出了MCS-51系列单片机:集成 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K,并有控制功能较强的布尔处理。80C51是MCS-51系列中的一个典型品种;其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品厂商有: Intel、ATMEL、Philips、华邦、Dallas 、STC、Siemens(Infineon)等。
实验板上使用的AT89S52是与MCS-51单片机产品兼容的产品,它具有8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作、0Hz~33Hz 、三级加密程序存储器、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器等功能。
各管脚功能简介如下:
P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
需要指出的是,在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。
P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
引脚号第二功能:
T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出
T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)
MOSI(在系统编程用)
MISO(在系统编程用)
SCK(在系统编程用)
P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平
P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。
端口引脚第二功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
INTO(外中断0)
INT1(外中断1)
TO(定时/计数器0)
T1(定时/计数器1)
WR(外部数据存储器写选通)
RD(外部数据存储器读选通)
RST——复位输入(高电平复位)
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
PSEN——程序储存允许(PSEN)
EA/VPP——外部访问允许,访问外部程序存储器,EA端保持低电平。EA端为高电平,执行内部程序存储器的指令。
3、数码管显示原理
P2口输出位选,决定哪个数码管被点亮,经过管脚映射时使P2=0xfe(”11111110”)
图1-2
则左边第一个数码管被选中,P2=0xdf(”11011111”)则右起第三个被选中。P0口输出段选,决定一个数码管八段中哪段被点亮,经过管脚映射P0口由低到高分别对应A到DP,例如,P0=0x5b(”01011011”)则abdeg段被点亮表示数字2。
4、多位数码管显示原理
设想一下我们利用多位数码管显示同一个数码,可以利用位选选中一个数码管,然后经过段选显示要求是数码,接着利用位选段选选中下一位数码管进行显示,而每次显示都设定一定的延时,可以想象当数码管一个接一个被点亮的速度越来越快时由于人眼的分辨能力有限,看到的结果就是多位数码管同时被点亮。
5、LED8x8点阵显示原理
(a)原理图