数码管显示实验

数码管显示实验

一、实验目的
数码管是单片机系统常用的输出显示器件，单个数码管可以显示0~F 和一些简单符号。
本实验要求实现在单个数码管上显示简单字符。通过实验，要求掌握以下知识点：
1．复习实验一，进一步熟悉实验软硬件环境和程序调试方法。
2．练习数据传送指令等基本指令的使用和软件与硬件的配合。
3．掌握数码管与单片机的连接方法和简单显示编程方法。
4．数码管的连接方法和段码的概念。
二、实验预备知识
1．数码管与单片机端口的连接
数码管采用共阳极数码管，其a、b、c、e、f、g、Dp 各段的引脚可以与单片机的I/O
口直接相连。一般的51 系列单片机的I/O 口可以输出4mA 的拉电流或20mA 的灌电流，
可以驱动数码管发光。共阴极数码管公共端应接高电平。
实验中需采用一块数码管显示模块，其电路如下：

图3-1 按键显示模块电路图
电路中K1~K4 是按键，R9~R12 是4 个按键的上拉电阻。在按键没有按下时，对应的
I/O 口是高电平，按下后为低电平。按键上并联的电容C1~C4 有去抖动的作用。
四川工程职业技术学院《单片机应用技术实验指导书》
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4LED 是共阳极的4 位动态显示数码管，其内部有4 个共阳极数码管，数码管按下图
的方式连接：

图3-2 4 位动态显示数码管连接关系
从图中可以看出，某一个数码管是否显示，除了在其a~Dp 段加段码外取决于其公共
端（COM）的状态，例如：要使第一个数码管亮，则L1 端必须为高电平。电路中，R1~R8
是数码管段码的限流电阻。Q1~Q4 用于控制数码管的公共端，其基极为低电平时三极管导
通，对应的数码管公共端与电源接通，该数码管可以显示。
2、数码管显示模块与小车控制板间的连接
实验时，该模块直接插在小车控制板的J12、J13 接口上即可，连接时注意插座的标号
要对应，即：控制板的J12 与显示模块的J1 连接，控制板的J13 与显示模块的J2。
3、基本概念
① 段码
段码是数码管显示的一个基本概念，他指在数码管显示某一数字或字符时，在数码管
各段所对应的引脚上所加的高低电平按顺序排列所组成的一个数字，它与数码管的类型（共
阴、共阳）和排列顺序有关。例如：要在一个共阴极数码管上显示数字“2”，数码管的a、
b、c、d、e、f、g、Dp 按高位在后，低位在前的顺序连接，则其段码是：01011011B（5BH）。
如果是共阳极数码管，在连接关系不变的情况下段码是：10100100B（A4H）。如果连接关
系改变，则对应的排列顺序改变，段码也会相应改变。
② 拉电流与灌电流
单片机的I/O 口与其他电路连接时，I/O 电流的流向有两种情况：一种是当该I/O 口为
高电平时，电流从单片机往外流，称作拉电流；另一种是该I/O 口为低电平时，电流往单
片机内流，称为灌电流。一般I/O 的灌电流负载能力远大于拉电流负载能力，对于一般的
51 单片机而言，拉电流最大4mA，灌电流为20mA。在数码管显示电路中采用灌电流方式
（用共阳数码管），可以得到更高的亮度。
③ 位码位码也叫位选，用于选中某一位数码管。在图2-3 中要使第一个数码管显示数据，应在三极管Q1 的基极加低电平，使之导通，而其他三个三极管基极加高电平，使之截止。
此时的位码为“1110”。位码与段码一样和硬件连接有关。
三、硬件连接
把按键显示模块插在电路板的J13 和J12 上，连接时注意方向，要求J12 接显示模块的J1，J13 接显示模块的J2。
四、实验内容
1．根据连接关系画出按键显示模块与单片机的连接电路图。
2．程序运行调试及要求
本实验的程序已经给出，其功能是在数码管上显示字符“3”。 要求结合硬件电路在每条语句后加注释文字，说明该语句在本程序中起的作用。
本实验的程序清单如下：
ORG 0000H
MOV P0，#0FFH
MOV P0，#0A4H
CLR P3.5
SJMP $
END
建立项目文件，输入该程序，调试本程序，并记录显示结果，包括显示位置和显示内容。
四、思考题
1．要改变显示内容，应如何修改程序，以显示数字“7”和字母“C”为例。修改程序并运行。
2．要在第三个数码管上显示，程序应如何修改？修改程序并重新运行。
五、扩展内容
1．编程在数码管上显示字母“H”。
2．编程实现以下显示功能：在一个数码管上先显示“1”，隔1 秒后显示“F”，再过1
秒后又显示“1”，循环往复。
3．在现有硬件不变的情况下，使两个数码管同时显示不同内容。以显示“37”为例
编写程序并调试。