实验四数码管的动态显示实验文档格式.docx
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实验要求“4位数码管上实现动态显示0123→1234→2345→3456→4567→5678→6789→7890→8901→9012→0123→不断反复，每隔2s切换显示内容”。
动态扫描可以实现要求。
简单地说，动态扫描就是选通一位，送一位数据。
原理图中的P10~P13是位选信号，即选择哪个数码管显示数字；
P00~P07是段码，即要显示的数字。
可以通过依次选通一位7段数码管并通过P0端口送出显示数据。
由于人眼的视觉残留原理，如果这种依次唯一选通每一位7段数码管的动作在0.1s内完成，就会造成多位数码管同时点亮显示各自数字的假象。
本实验使用中断，实现每2s更新一次数字。
四、实验方法与步骤
设计思路和方法：
1、根据电路图，分析数码管动态显示的设计思路，使用中断实现每2秒更新一次数字的设计思路，以及实现当4位数码管显示的内容中有“1”时，蜂鸣器蜂鸣的设计思路。
（1）数码管动态显示的原理如“实验原理”里所述，不赘述；
（2）使用中断实现每2s更新一次数字的设计思路：
本次实验使用Timer0中断，由于其定时时间最大为65536us，不能实现2s的长延时，那么可以使用多次中断来实现，并且在中断到来时，不断地死循环显示数字，即根据动态显示原理“选通一位，来一位数据”。
由于最大的数字为9，则（x%10），（x+1）%10，（x+2）%10，（x+3）%10分别是千位，百位，十位，个位上的数字。
在编写代码时，设置Timer0定时时间为50ms，可以用一个参数i计算中断的次数；
当中断的次数达到40次时，说明已经达到了2s，此时更新数字，即将数字x自增1；
同时，判断（x%10），（x+1）%10，（x+2）%10，（x+3）%10里面是否有1，如果有1的话，则将P15置0，让三极管导通，蜂鸣器蜂鸣。
2、针对电路图及设计要求给出继电器定时控制的程序框图。
设计步骤：
1、编写源代码
第一步：
打开KeiluVision4，单击主菜单“project”的“newproject”选项，选择工程保存路径，输入工程名“SMGPro”；
在弹出的对话框里选择Atmel的80C51，单击“确定”；
第二步：
单击主菜单的“File”的“New”选项，在编辑窗口里编写源代码。
/********************************************
//实验四：
数码管的动态显示
//2014.05.10
谢剑辉
********************************************/
#include<
reg51.h>
sbitsound=P1^5;
sbits0=P1^0;
sbits1=P1^1;
sbits2=P1^2;
sbits3=P1^3;
unsignedchari;
//记录中断次数
unsignedintx;
//x%10为千位的数字
unsignedcharTab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
//数码管显示0～9的段码表
/***********************************************************************
函数功能：
快速动态扫描延时程序
***********************************************************************/
voiddelay（unsignedinttimer）{
while（timer--）
;
}
4位数的数码显示器显示
voiddisplay（unsignedintk）
{
s0=0;
//即P1=11111110B，P1.0引脚输出低电平，数码显示器千位接通电源
P0=Tab[k%10];
//显示千位
delay（200）;
s0=1;
s1=0;
//即P1=11111101B，P1.1引脚输出低电平，数码显示器百位位接通电源
P0=Tab[（k+1）%10];
//显示百位
s1=1;
s2=0;
//即P1=11111011B，P1.2引脚输出低电平，数码显示器十位接通电源
P0=Tab[（k+2）%10];
//显示十位
s2=1;
s3=0;
//即P1=11110111B，P1.3引脚输出低电平，数码显示器个位接通电源
P0=Tab[（k+3）%10];
//显示个位
s3=1;
voidmain（void）//主函数
{
sound=0;
TMOD=0x01;
//使用定时器T0
TH0=（65536-46083）/256;
//上式将定时器计时时间设定为46083×
1.085微秒=50000微秒=50毫秒
TL0=（65536-46083）%256;
EA=1;
//开启总中断
ET0=1;
//定时器T0中断允许
TR0=1;
//启动定时器T0开始运行
while
（1）{
display（x）;
//调用检测结果的显示程序
}
/********************************************************
定时器T0的中断服务程序
********************************************************/
voidTime0（void）interrupt1using1
TR0=0;
//关闭定时器T0
i++;
//每来一次中断，i自加1
if（i==40）
//够40次中断，即2秒钟进行一次检测结果采样
x++;
//2秒更新一次x
i=0;
//将i清0，重新统计中断次数
if（x%10==1||（x+1）%10==1||（x+2）%10==1||（x+3）%10==1）
else
sound=1;
//重新给计数器T0赋初值
//启动定时器T0
第三步：
选择主菜单的“File”的“Save”选项，输入文件名如“SMGcode”，后缀名为.c；
第四步：
回到编辑界面，单击“Target1”前面的“+”号，在“SourceGroup1”选项上右击，选择“AddFilestoGroup’SourceGroup1”，在弹出的窗口的“文件类型”里选择“All
Files”选择“SMGcode.c”，单击“Add”，然后单击“Close”；
第五步：
单击左边“Project”窗口的“Target1”，然后选择菜单“Project/OptionforTarget’Target1’,选择“Output”，勾选”CreatHEXFile”，点击“确定”；
（此步骤是为了生成.hex文件，用于烧录到板子或者装载到硬件仿真软件，如果不考虑此目的，则可以省略此步骤）；
3、编译连接与调试。
（1）编译与连接：
点击“Project/RebuildallTargetFiles”进行文件编译。
编译结果若有错误或警告，则将要修改直至文件编译成功。
编译成功，其结果为：
（2）调试：
依次点击“Debug”“Start/StopDebugSession”
在界面左边出现工作寄存器R0~R7、累加器A等特殊功能寄存器，这些寄存器的数值会随着调试的进行发生变化；
点击F11，会进行单步调试功能；
界面有反汇编窗口、命令窗口、程序窗口、存储器观察窗口、寄存器观察窗口等，根据需要来观测。
点击“peripjerals”中的“I/Oport”选择不同的输出端口，点击“Timer--time0”，弹出如下窗口：
点击debug中的run，可以看到运行中的P1、P0的输出值以及Timer的工作状态
P0与P1端口的波形：
I
对应的存储器里的指令：
经检验，P1、P0端口以及Timer和存储器里面的指令逻辑上是符合的、一致的。
4、根据原理图在proteus上放置元件并进行仿真
双击“ISIS”，打开Proteus工作页面；
单击“文件”、“新建文件”，在弹出的选择模块窗口中选择DEFAULT模块，点击“确定”、“保存”，设置好保存路径，在文件名中输入文件名，点击“保存”；
点击左边的“P”，从元件库中选取所需的元件，放置好各元件，连线；
设计好的电路图如下：
右击单片机AT89C51，在“编辑元件”对话框中单击“ProgramFile”右侧文本旁边的按钮，选取在μVision4.0产生的“JSMGPro.hex”，在“Clockfrequency”输入“12MHz”，点击确定；
9、单击“调试”菜单的“执行”命令，如果有提示错误或警告，则要修改直至没有提示出错，系统进行仿真。
仿真信息提示如下：
5、实验结果与分析
通过单步跟踪调试程序，观察各个相关SFR、SRAM单元结果可知程序结果正确。
6、实验结论与心得
1、本次实验使用Timer0工作在方式1，多次中断来实现2s的定时。
其中每次触发中断时间为50ms，用一变量计算中断次数，则中断次数*50ms为持续时间。
可以在时间到的时候，进行各种操作，比如进行判断，如本实验中进行判断是否包含1；
也可以进行清零等操作；
其中中断模块，可以作为一个比较标准的模块，稍加改动用于其他的实验中。
2、在proteul仿真图中，一开始的时候，由于元件参数值不对，导致并不能显示理想的结果。
仔细检查代码逻辑与在烧录到板子上运行的结果，发现符合要求。
那么肯定是proteul的问题。
在本次实验中，和同学交流，发现需要在数码管位选信号的数码管的P极，串联一个电阻。
而且阻值也有要求。
同学的是2千欧电阻，我选的时候，2千欧是不行的，可能是其他元件参数设置不同。
当我选择5千欧时，可以正常显示。
这个问题纠结了我很久，同时也清楚认识到在实际应用中，参数设置的重要性。
同时发现，蜂鸣器直接导通时就可以蜂鸣，并不需要加一定的频率。
查资料表明，实验中的蜂鸣器是直流蜂鸣器，基于压控实现。
不过要实现动听的蜂鸣，可以加入不同组合的频率。
3、通过此次试验，我更加了解到中断的工作原理，以及在编写代码时如何使用中断，以及使用中断进行长延时或者其他操作。
认识到中断的机制，解放了CPU的含义。
实验充满着趣味。
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