基于DVCC環境的LED與數碼管的協同控制

吳昂

摘要：本文主要探討和講述了在DVCC環境下，通過8255并行I/O端口擴展，將LED的流水式顯示與數碼管的跑馬燈應用結合，同時通過程序加以協同控制，達到了LED與數碼管同時輪轉點亮的效果。硬件電路設計上采用了與數碼管數量相對應的“6位分組控制”的形式，簡化了程序設計；延時程序采用了寄存器控制可變延時的模式，可靈活同步控制LED與數碼管的輪轉點亮速率。本文的整體設計已在單片機課程的教學實驗環節中多次使用，教學效果反映良好。

關鍵詞：DVCC 8255 延時程序 6位分組控制

一、DVCC系列單片機仿真實驗系統簡介

DVCC系列單片機仿真實驗系統由仿真技術及模塊化實驗電路結合而成，可用于MCS-51、MCS-96系列單片機的教學實驗與仿真開發。該系統模擬用戶開發環境，可與PC機聯機，實現用戶程序的編輯、編譯與調試運行。DVCC仿真實驗系統配備有8255、8251、8155等單片機常用接口芯片，脈沖發生器，步進電機，繼電器，EPROM編程器等多種單片機應用設計輔助單元。本文主要涉及到數碼管控制與8255并行I/O端口擴展對LED的控制。

二、詳細設計

1.數碼管控制

DVCC實驗箱提供了6個數碼管，其電路連接封裝于實驗箱內部，無需手動連線，使用極為簡單。6個數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端口擴展對LED的控制

DVCC實驗箱提供了共12個LED，可直接通過MCS-51單片機I/O口（如P1）控制，也可由外圍芯片（如8255）擴展控制，需通過插針線手動連接。在基本LED的流水式顯示實驗中，可選擇MCS-51單片機P1口控制8個LED由進行；若需要控制所有12個LED，則需要由P1口和P2口共同控制。但是，如果將12個LED的流水式顯示與數碼管的跑馬燈應用結合，則P2口必須用作數碼管等外圍設備的高8位地址位，無法和P1口共同控制LED，所以需要將12個LED的控制交由擴展芯片（如8255）完成。此時，需要合理分配使用3個地址寄存器（即DPTR、R0和R1），才能有效同時控制12個LED與6個數碼管。本文選取DPTR動態控制8255的控制口、數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LED“六位分組控制”，分成2組，正好與6個數碼管在數量上對應。這種分配方案的最大好處是可用1個寄存器（如累加器）同時控制一組LED與6個數碼管，然后再用該寄存器控制另一組LED與6個數碼管。反映在程序中則以對稱的形式表現，代碼的兩部分完全對應，簡潔易懂（可參見本文最后的程序清單）。

4.8255的A口與B口切換控制

將12個LED“六位分組控制”形成兩組后，由于在流水式顯示中任意時刻只使用兩組中的某一組，所以用一個寄存器控制即可。不過，這里需要有一個切換開關，指示寄存器當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置一個標志位作為開關，本文選取的程序狀態字PSW中的用戶自定義標志F0。

三、程序清單

ORG 0000H

MOV SP，#60H

CLR F0

MOV DPTR，#0FF2BH ；設置8255控制口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；設置8255工作方式

MOV DPTR，#0FF22H ；設置數碼管字形口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；選定字形為數字"8"

MOV DPTR，#0FF21H ；設置數碼管位選口地址

MOV R0，#29H ；設置A口地址

MOV R1，#2AH ；設置B口地址

ST：MOV A，#01H

CPL F0 ；置換開關F0

NEXT：JNB F0，L1

MOVX @DPTR，A ；選定數碼管字位

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 ；調用延時

AJMP L2

L1：MOVX @DPTR，A ；選定數碼管字位

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 ；調用延時

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：

[1]胡輝.單片機原理與應用[M].中國水利水電出版社，2011-02.

[2]東南大學計算機科學與工程系.DVCC系列單片機微機仿真實驗系統[M].啟動計算機廠有限公司