单片机串口连接两个74LS164驱动两个LED数码管学习资料

1、单片机串口连接两个7 4 L S1 6 4 驱 动 两 个LED数码管精品文档单片机应用设计课题：串口连接两个 74LS164 驱动 2 个 LED 数码管显示班级学号： 14110501xx姓名： xx收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档1 设计要求1.1 设计内容设晶体为 12MHz, 将拨码开关数据串行输入到 74LS164，并行输出到 2个 LED 数码管进行相应的数码显示。设计包括 ：系统设计分析、系统原理图设计、程序流程图设计、源程序设 计、系统调试与仿真及调试结果分析、对本课程学习的感想与收获、对老师的 意见与建议、期望成绩等。1.2 学习目的该作业具有较强的实用性，许多

2、同学已经认识到自己完全有能力设计一个 实用的单片机应用系统，对单片机设计由感兴趣已经变为爱好了，为后面的实 际应用系统设计奠定了较好的基础。2 系统设计分析2.1 单片机最小系统 +串口 +74LS164+LED数码管单片机的最小系统是单片机能够工作的最小硬件组合，对于8051 系列单片机，其电路的最小系统大致相同，主要包括电源、晶体振荡电路、复位电路2.1.1 串口数据通信方式包括并行通信和串行通信两种。并行通信就是多条数据线上 同时传送，其优点：速度快，只适于近距离通信。串行通信就是数据以为以为 的顺序传送，其优点：线路简单，成本低，适合远距离通信。串行通信方式包括：异步串行通信和同步串行

3、通信。异步方式，数据传送 不连续，时间间隔任意。同步方式，发送与接收同步。数据传送方式：单工、 半双工、全双工、多工。常见的串行通讯有： RS-232、RS-485、CAN 总线等。串行口控制寄存器包括：串行口控制寄存器 SCON（控制工作方式）、电 源控制寄存器 PCON（控制波特率）。 SM0、SM1 选择工作方式， SM2 用于多 机通信，收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档REN允许接收控制位， TB8/RB8发送/接收数据 D8位， TI/RI 为发送/接收中断 标志位。2.1.2 74LS164串行口工作于方式 0，发送数据时，是把串行端 口设置成“串入并出的”输出口。将它

4、设置为“串入并 出”输出口时，需外接 1 片“串入并出”同步移位芯片 74LS164 或 CD4094，本次设计，用 74LS164。 74LS164是 8 位边沿触发式移位寄存器，具有 DIP、 SO14等多种封装形式。其 DIP 封装形式如右图所 示。数据通过 A 或 B 之一串行输入，任一输入端可 以用作高电平使能端控制另一输入端的数据输入，两 个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时 钟 CP每次由低变高（边沿触发）时，数据右移一位输入到 Q0。Q0 是两个数据 输入端 A 和B 的逻辑与。输入的数据在 Q0 输出，并依次右移在其它输出端口输出2.1.3 L

5、ED 数码管LED 数码管是单片机应用系统中常用的输出设备，其特点结构简单，价格 便宜。单片机系统常用 7段LED 数码管，由 8个发光二极管构成。 LED数码 管分为共阳极和共阴极两种。共阳极 LED 数码管，就是 8个 LED 阳极连接在 一起再接高电平。共阴极 LED数码管，就是 8个 LED阴极连接在一起再接 地。通过相应的 LED 显示，呈现出对应的数字、符号。2.2 串入并出驱动 LED数码管显示本次设计，对拨码开关进行拨动，从而将信息传递给单片机，再由单片机 通过串口工作在方式 0 将数据串行输出给 74LS164，由 74LS164并行输出给 LED 数码管，进行相应的显示。实

6、际操作中，拨码开关低四位控制一个 74LS164 驱动一个 LED 数码管，而拨码开关高四位控制另一个 74LS164 驱动另 一个 LED 数码管，使两个 LED 数码管独立显示。本次设计涉及到，串口工作方式。串口工作于方式 0时，其功能为 8 位移 位寄存器，相当于 I/0 口的扩展，再连接 74LS164 芯片既可实现“串入并出”的功 能。使用查表法，将拨码开关的 2进制数和 LED 代码建立一一对应关系，其中 用到了一些编程小技巧。设计中，又遇到另外一个问题， 74LS164 级联问题， 我在网上搜寻了一些问题的答案，再看了书上对 74LS164 的介绍，于是得到了收集于网络，如有侵权

7、请联系管理员删除精品文档算是一些结论吧。将 74LS164最后一个输出端，连在另外一个 74LS164的 A、 B 之一的数据输入端，就构成了级联。在程序中每一次循环向串口缓存器发送 两次 8位数据，即可实现两个 LED 数码管独立显示（ 0F）。3 系统原理图设计3.1 元器件及其型号系统所需元器件包括： AT89C51、瓷片电容 CAP30pF、晶振 CRYSTAL 、 电阻 RES、电解电容 22uF、共阳数码管 7SEG-COM-AN-GRN 、拨码开关 DIPSW_8、74LS164-IEC、总线。系统设计原理图如图 3.1 所示。图 3.1 系统设计原理图4 系统程序流程图设计4.

8、1 系统程序设计流程图如下图所示收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档开始收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档5 系统源程序设计5.1 程序设计思路本次设计，我一共有三个思路：1. 在 74LS164的输出口并接两个数码管，然后分别将两个共阳数码管的共阳端 随意接两个 I/O 口，通过 I/O 口控制某个数码管对应低四位或高四位拨码开 关，进行相关显示（ 0F）。2. 用两个 74LS164分别接两个共阳数码管，通过控制每个 74LS164的 A、B 输 入端，从而进行相关显示（ 0F），和思路 1 相似。3. 用两个 74LS164级联的方式，实现两个共阳数码管分别对应低四位或

9、高四位 拨码开关，独立显示，比思路 1、2 复杂，也是我最满意并采用的思路。5.2 源程序代码 （ 思路 3）5.2.1 汇编语言程序：ORG 0030HMAIN:MOV SCON,#00HMOV DPTR,#TABLEMOV 30H,#00HREAD: MOV A,P1CJNE A,30H,SENDJMP READSEND:MOV 30H,ACPL A；起始地址；设置串口工作方式为方式 0 ；将表 TABLE 的首地址传给 DPTR ； 30H7FH 数据缓存区相当于变量的地址；查询拨码开关是否有变化；取反，变为 16 进制数据MOV R0,AANL A,#00FH MOVC A,A+DPT

10、R MOV SBUF,A WAIT1: JBC TI,X1 AJMP WAIT1 X1: MOV A,R0ANL A,#0F0H SWAP AMOVC A,A+DPTR；取拨码开关低四位；查表赋值；判断是否发送完毕；取拨码开关高四位；高低四位互换，建立对应关系；查表赋值MOV SBUF,AWAIT2: JBC TI,READAJMP WAIT2；判断是否发送完毕收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H；LED 代码( 0F)DB 82H,0F8H,80H,90H,88H,83HDB 0C6H,0A1H,86H,8EH,

11、1BHEND 5.2.2 C 语言程序：#includereg51.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned char const uchar tab=0xC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0x80,0X90,0X88, 0X83,0XC6,0XA1,0x86,0X8E; /LED 代码( 0F)void main(void)uchar i=0;/变量初始化uchar j=0;uchar m=0; uchar k=0;SCON=0X00;/设置串口工作方式为方式 0SBUF=0XC0;while(

12、TI=0);TI=0;while(1)while(P1=i);/ 查询拨码开关是否有变化i=P1;j=i; m=j&0xf0;/ 取拨码开关高四位k=j&0x0f;/ 取拨码开关低四位m=m4;/高四位移到低四位建立对应关系SBUF=tabk;/ 查表赋值while(TI=0);/ 判断是否发送完毕TI=0;SBUF=tabm;/ 查表赋值while(TI=0);/ 判断是否发送完毕TI=0;收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档6 仿真及调试结果分析6.1 仿真及调试结果系统仿真结果图如图 6.1 所示。图 6.1 系统仿真结果图6.2 结果分析及调试过程这次作业是第四次设计了，基本已

13、经熟悉设计过程，而且也锻炼了自己的 编程能力。这次设计 3个思路，有 3个 C语言程序，一个汇编程序，从构思到 调试成功，大概用了 4 个小时，并没有什么难度。用前两个方案时，调试成功后，发现有缺陷（不能同时独立显示）。于 是，最终采用思路 3，又用到一些编程小技巧，使程序较为精简，即可满足要 求，两个 LED 独立显示（ 0F）。编程过程，十进制数与十六进制的兼容性也体现了出来，起初为了建立一 一对应关系，还用了下 switch 语句，使之一一对应。然而，后来想起了兼容 性，就把程序大大缩短，变得精简。另外，当 LED 数码管共阳端接的电阻为收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档100 欧时， LED 无法显示“8”，而调下电阻后，就可以正常显示了。明白，负载 电阻大小会影响 LED （亮度）显示。本次设计，拨码开关接低电平，当开