基于DVCC环境的LED与数码管的协同控制

吴昂

摘要：本文主要探讨和讲述了在DVCC环境下，通过8255并行I/O端口扩展，将LED的流水式显示与数码管的跑马灯应用结合，同时通过程序加以协同控制，达到了LED与数码管同时轮转点亮的效果。硬件电路设计上采用了与数码管数量相对应的“6位分组控制”的形式，简化了程序设计；延时程序采用了寄存器控制可变延时的模式，可灵活同步控制LED与数码管的轮转点亮速率。本文的整体设计已在单片机课程的教学实验环节中多次使用，教学效果反映良好。

关键词：DVCC 8255 延时程序 6位分组控制

一、DVCC系列单片机仿真实验系统简介

DVCC系列单片机仿真实验系统由仿真技术及模块化实验电路结合而成，可用于MCS-51、MCS-96系列单片机的教学实验与仿真开发。该系统模拟用户开发环境，可与PC机联机，实现用户程序的编辑、编译与调试运行。DVCC仿真实验系统配备有8255、8251、8155等单片机常用接口芯片，脉冲发生器，步进电机，继电器，EPROM编程器等多种单片机应用设计辅助单元。本文主要涉及到数码管控制与8255并行I/O端口扩展对LED的控制。

二、详细设计

1.数码管控制

DVCC实验箱提供了6个数码管，其电路连接封装于实验箱内部，无需手动连线，使用极为简单。6个数码管的字形口地址为0FF22H，位选口地址为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端口扩展对LED的控制

DVCC实验箱提供了共12个LED，可直接通过MCS-51单片机I/O口（如P1）控制，也可由外围芯片（如8255）扩展控制，需通过插针线手动连接。在基本LED的流水式显示实验中，可选择MCS-51单片机P1口控制8个LED由进行；若需要控制所有12个LED，则需要由P1口和P2口共同控制。但是，如果将12个LED的流水式显示与数码管的跑马灯应用结合，则P2口必须用作数码管等外围设备的高8位地址位，无法和P1口共同控制LED，所以需要将12个LED的控制交由扩展芯片（如8255）完成。此时，需要合理分配使用3个地址寄存器（即DPTR、R0和R1），才能有效同时控制12个LED与6个数码管。本文选取DPTR动态控制8255的控制口、数码管的字形口与位选口，R0和R1分别控制8255的A口和B口（默认地址高8位为0FFH）。

3.六位分组控制

在确定8255的A口和B口控制LED后，需要从A口和B口共16位中选取12位逐一控制12个LED，本文选取了PA0～PA5和PB0～PB5共12位分别控制LED1～LED12，即“六位分组控制”。

将12个LED“六位分组控制”，分成2组，正好与6个数码管在数量上对应。这种分配方案的最大好处是可用1个寄存器（如累加器）同时控制一组LED与6个数码管，然后再用该寄存器控制另一组LED与6个数码管。反映在程序中则以对称的形式表现，代码的两部分完全对应，简洁易懂（可参见本文最后的程序清单）。

4.8255的A口与B口切换控制

将12个LED“六位分组控制”形成两组后，由于在流水式显示中任意时刻只使用两组中的某一组，所以用一个寄存器控制即可。不过，这里需要有一个切换开关，指示寄存器当前控制的是两组寄存器中的哪一组，即选用PA口连接还是PB口连接的LED。比较直观的解决方法是设置一个标志位作为开关，本文选取的程序状态字PSW中的用户自定义标志F0。

三、程序清单

ORG 0000H

MOV SP，#60H

CLR F0

MOV DPTR，#0FF2BH ；設置8255控制口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；设置8255工作方式

MOV DPTR，#0FF22H ；设置数码管字形口地址

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A ；选定字形为数字"8"

MOV DPTR，#0FF21H ；设置数码管位选口地址

MOV R0，#29H ；设置A口地址

MOV R1，#2AH ；设置B口地址

ST：MOV A，#01H

CPL F0 ；置换开关F0

NEXT：JNB F0，L1

MOVX @DPTR，A ；选定数码管字位

MOVX @R0，A ；选定A口使用位

PUSH ACC ；保存A口使用位

CLR A

MOVX @R1，A ；将B口清零

POP ACC ；载入A口使用位

MOV R7，#25H

LCALL DELAY ；调用延时

AJMP L2

L1：MOVX @DPTR，A ；选定数码管字位

MOVX @R1，A ；选定B口使用位

PUSH ACC ；保存B口使用位

CLR A

MOVX @R0，A ；将A口清零

POP ACC ；载入B口使用位

MOV R7，#25H

LCALL DELAY ；调用延时

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

参考文献：

[1]胡辉.单片机原理与应用[M].中国水利水电出版社，2011-02.

[2]东南大学计算机科学与工程系.DVCC系列单片机微机仿真实验系统[M].启动计算机厂有限公司