实验3 LED数码管显示实验
一、实验目的：
1、巩固Proteus软件和Keil软件的使用方法；
2、学习端口输入输出的高级应用；
3、掌握7段数码管的连接方式和显示原理
4、掌握查表程序和延时等子程序的设计
二、实验内容
1、仿真部分：
用51单片机驱动一个八位一体LED数码管和两个按钮开关，实现：按钮1按下实现八个LED数码管同时循环显示“0，1，2……E，F”的十六进制数。
按钮2按下实现八个LED 数码管显示数字“12345678”不变。
2、真机部分：
利用实验箱上的BANK3，在真机上观察到仿真部分的实验现象。
BANK3的相关电路图见后（五）。
三、实验原理
1、LED数码管显示原理
LED数码管：“8”字型，7段（不包括小数点）或8段（包括小数点），每段对应一个发光二极管，有共阳极和共阴极两种，见下图1。
共阳极数码管的阳极连接在一起，接+5V；共阴极数码管阴极连在一起接地。
图1 8段LED数码管结构及外形
对于共阴极数码管，当某发光二极管阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应段被显示。
同样，对于共阳极数码管，当某个发光二极管阴极接低电平时，该发光二极管被点亮，相应段被显示。
为使LED数码管显示不同字符，要把某些段点亮，就要为数码管各段提供一字节的二进制码，即字型码（也称段码）。
习惯上以“a”段对应字型码字节的最低位。
各字符段码见下表所示：
2、LED数码管的静态显示与动态显示
LED数码管有两种显示方式：静态显示和动态显示。
（1）静态显示方式：无论多少位LED数码管，都同时处于显示状态。
多位LED数码管工作于静态显示方式时，各位共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接+5V）；每位数码管段码线（a～dp）分别与一个8位I/O口锁存器输出相连。
如果送往各个LED数码管所显示字符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入下一个显示字符段码。
静态显示方式显示无闪烁，亮度较高，软件控制较易。
例如，下图2为4位LED数码管静态显示电路，各数码管可独立显示，只要向控制各位I/O口锁存器送相应显示段码，该位就能保持相应的显示字符。
图2 4位LED静态显示的示意图
这样在同一时间，每一位显示的字符可各不相同。
静态显示方式占用I/O口端口线较多。
如图2所示电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。
如数码管数目增多，则需增加I/O 口数目。
（2）动态显示方式：实质是以执行程序时间来换取I/O端口减少。
当显示位数较多时，静态显示所占的I/O口多，这时常采用动态显示。
为节省I/O口，通常将所有显示器段码线相应段并联在一起，由一个8位I/O口控制，各显示位公共端分别由另一单独I/O口线控制，如下图3所示。
其中单片机发出的段码占用1个8位I/O（1）端口，而位选控制使用I/O（2）端口中4位口线。
图3 4位LED动态显示的示意图
动态显示就是单片机向段码线输出欲显示字符的段码。
每一时刻，只有1位位选线有效，即选中某一位显示，其他各位位选线都无效。
每隔一定时间逐位轮流点亮各数码管（扫描方式），由于数码管余辉和人眼的“视觉暂留”作用，只要控制好每位数码管显示时间和间隔，则可造成“多位同时亮”的假象，达到同时显示效果。
四、仿真部分参考实验电路图
利用以下元件：A T89C51、CAP、CAP-POL、CRYSTAL、RES、Button、74HC573、7Seg-MPX8-CA-BLUE（共阳极）或者7Seg-MPX8-CC-BLUE（共阴极），RESPACK-8。
设计出仿真硬件电路。
（为与实验箱真机部分一致，所选引脚均参考了后续真机电路图）部分仿真电路如下：
1、单片机最小系统仿真电路
2、单片机按钮开关连接仿真电路
3、单片机驱动8位一体LED数码管仿真电路
五、真机部分电路图（实验箱截图）
1、单片机控制电路部分
2、数码管电路部分
3、按钮部分
六、参考源程序
七、真机部分实验步骤
1、建立keil C51工程，注意选择CPU类型为：PHILIPS公司的P89V51RB2。
2、编辑程序，生成.HEX文件。
3、将ISP下载开关拨到“10”（表示下载到BANK3 的MCU中）。
4、运行Flash Magic软件，下载生成的.HEX文件到MCU BANK3，运行。
具体操作为：
（1）设置：
COM Port：COM1
Baud Rate：设置波特率，9600
Device：89V51RB2
Interface：None(ISP)
（2）勾选“Erase blocks used by HEX File”。
（3）找到之前所生成的HEX文件，装入。
（4）勾选“Verify after Programming”。
（5）给电路板上电，同时按住复位键不松手，然后点击Flash Magic软件的“Start”按钮。
当出现提示复位的对话框时再松开复位键，ISP下载过程开始。
5、ISP下载结束后，再按一次复位键或者重新上电程序即开始运行。