实验3 数码管显示实验
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8位锁存器74LVCH273功能表 D0 D Q CLK Q0 CLR 1 1 0 CLK 其它 X 操作 Qi = Di Qi =不变 Qi =高阻态
Vcc Q7 D7 D6 Q6 Q5 D5 D4 Q4 CLK
D7
D
Q CLK
Q7
CLK CLR
74LVCH273
CLR Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3 GND
H
ED7~ED0
3.3V
G
D
B C H
3.3V nCS SEG1 (对应口地址 =0x20006000)
3.3V
8段共阳数码管
ldr r0,=0x20007000 2、向位选通信口地址0x20007000输出一个位选通数据： ldr r1,=0xDF ;仅6#数码管亮 str r1,[r0]
实验说明
F
取显示码送数码管显示
ldr ldr add ldr r4,=seg7table r2,=0x00 r1,r4,r2 r1,[r1] ; r4存放显示码表起始地址 ; r2存放将要显示的值 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 seg7table+3 0xb0 3 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中
ED0 ED1 ED2 ED3 ED4 ED5 ED6 ED7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
a
PA7
h
f
e
a g b c d h
处理器 数据总线
PA0
nCS SEG1
段数据选通
8D锁存器结构及工作原理
锁存器就是带三态输出的D触发器，通常以8个D触发器为一个封装。 74LVCH273就是一个典型的8D锁存器。 当MR为高电平时，CP脉冲上升沿将使得输出Qi等于其输入Di。 若CP脉冲无上升沿，则Di的变化不会影响Qi的状态，这种现象称为锁存。
ldr r0,=0x20006000 1、向段选通信号口地址0x20006000输出一个显示码： ldr r1,=0xC0 ;0的显示码 str r1,[r0]
S3C2440数据线
接数码管1 3.3V 接数码管6 3.3V nCS SEG2 (对应口地址 =0x20007000) (8D锁存器) 注：”0”电平 三极管导通 A F E
选通6个数码管位选择 显示值+1 向数码管输出显示码
此部分只能采用汇编程序
延时
实验说明
主应用汇编语言参考程序
Main LOOP L2 ldr r4,=seg7table ldr r2,=0x00 cmp r2,#0x0f bne L1 cmp r2,#0x0 beq L1 ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ldr r0,= 0x20006000 sub r2,r2,#1 add r1,r4,r2 ldr r1,[r1] str r1,[r0] bl Delay b L2 ; r4存储seg7table的地址 ; r2记录数码管的值 ; 比较数码管的值是否为F ; 如果不为F则跳转到L1 ; 比较数码管的值是否为0 ; 如果为数码管的值0，则跳转到L1 ; 数码管6个位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 把数码管全部选定 ; 把6个数码管全部选定 ; 数码管8位段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r2减1，即完成从F到0的显示 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中 ; 显示数码管的值 ; 延时 ; 跳转到L2
1. 共阳极数码管的结构及数字显示码
位选通信号线 段数据驱动线
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
接处理器 数据总线
h g f e d c b a
h g f e d c b a
h g f e d c b a
a f e g b c h
d
段数据信号线
2. 8段数码管显示数字0~F的段安排
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
显示码 (16进制)
C0 F9 A4 B0 99 92 82 F8 80 90 88 83 C6 A1 86 8E
8段共阳极数码管显示过程：
1、将8位显示码输出到数码管段数据端(经过8D锁存器)同时产生段选通信号。 2、产生某位数码管选通的位数据选通信号。
3.3V
nCS SEG2
位数据选通
数码管6 8D锁存器 74LVCH273
6位共阳数码管动态循环显示电路原理图
6个数码管的段数据和位数据分别由2个8D锁存器74LVCH273加以驱动。
段显示码数据的最低位到最高位分别对应数码管的a段到h段。
CPU首先向口地址0x20006000输出段数据(显示码)，然后向口地址
0x20007000输出位数据(仅使需要显示当前段数据的数码管被选通)。
二、设计实验： 用6个八段数码管显示自己学号的最后6位数。
实验说明
八段数码管由八个发光二极管组成。 右下角一个点形的发光二级管作为小数点用。 八段数码管可分为共阴极数码管和共阳极数码管两种。 主要可用于显示0~F十六进制数。 本实验采用的数码管为共阳极数码管。
Байду номын сангаас
8段共阴极LED数码管结构及显示码的构成
八段数码管的显示方式
静态显示 动态显示 动态显示是用一组数据及控制信号实现多个数量可变的数 码管显示控制，并且不断变化送给各数码管的数据，使得 不同的数码管显示不同的字符。这种方式利用了逐位快速 轮循显示的方法。即在一个轮循显示周期中，让每位数码 管都显示一次各自的数一定时间。当轮循显示周期的数目 大于每秒50次，人眼由于视觉的惰性无法察觉变化而感觉 是静止的。本实验中采用指令延时方式，延时指令大致设 为8000条时现象较好。
实验目的
复习ADS环境下的编程，可执行文件的下载以及程序
的调试 通过实验掌握处理器利用数据总线挂带外设的方法 掌握八段数码管的显示控制方法 掌握裸机系统下采用汇编语言和C语言实现数码管显 示的编程方法
实验内容
一、验证实验：
编程实现6个数码管循同时先以正序显示0~F字符， 然后再以逆序显示F~0，并不断循环。
; 返回原程序
完成实验后，先关闭电源，再拔取
导线，将导线整理好后放入指定位 置，将凳子放入桌下，方可离开。
2440处理器
74LVCH273 ED7~ED0
数据总线
0x200070000
nCS SEG2 段数据选通 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
PA0
a f g b e a b c d e f g h
第 1位 数码管 c h
第 6位 数码管
地址总线 A31~ A0 74LVCH273 ED5~ED0 地 址 0x200060000 译 nCS SEG1 码 288H 位数据选通
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
h
a bc
de
fg h
数码管驱动电路(只画出6#数码管)及驱动程序
seg7table+2 0xa4 2 seg7table+1 0xf9 1 seg7table+0 0xc0 0
实验说明
数码管的段显示口地址、数据及程序片断
ldr r0,=0x20006000 ldr r1,=0xff str r1,[r0] ;口地址nCS SEG1=0x20006000 ; 熄灭所有数码管
数码管的位选择口地址、数据及程序片断
ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x0 str r1,[r0] ; 口地址nCS SEG2=0x20007000 ;选中所有数码管，低电平有效
实验说明
取显示码送数码管显示的程序片断
ldr r4,=seg7table ldr r2,=0x？ add r1,r4,r2 ldr r0,= 0x20006000 ldrb r1,[r1] str r1,[r0] ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ; r4=显示码表起始地址 ; r2=将要显示的值 (0~F) ; r1=将要读取的？值对应的显示码地址 ; r0=数码管段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r1=显示值对应的显示码; ; 将显示码数据用数据线D7~D0输出到数码管 ; r0=6个数码管位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 使6个数码管全部都亮 ;将数码管位选择数据用数据线D7~D0输出到 ; 数码管位数据锁存器。
实验说明
本实验中所用的共阳极数码管显示数据表
字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F . 熄灭 H 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 G 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 F 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 E 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 D 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 C 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 B 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 A 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 共阳极 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH BFH 7FH FFH
实验说明
L1 ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ldr r0,= 0x20006000 add r2,r2,#1 add r1,r4,r2 ldrb r1,[r1] str r1,[r0] bl Delay b LOOP ; 数码管6个位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 把数码管全部选定 ; 把6个数码管全部选定 ; 数码管8位段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r2加1，即完成从0到F的显示 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中 ; 显示数码管的值 ; 延时 ; 跳转到LOOP
;以下为数码管显示字符数据区 AREA RamData, DATA, READWRITE seg7table DCB 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e END
实验说明
;以下为延时子程序 Delay stmfd sp!,{r8,r9,lr} ldr r3,=0x8ffff; ; 延时 LOOP1 sub r3,r3,#1 cmp r3,#0 bne LOOP1 ldmfd sp!,{r8,r9,pc} LTORG ; 保护当前现场
实验程序流程框图
裸机系统基本程序运行环境设置参数及程序
复位异常程序：裸机初始化 设置静态参数 程序从0X0开始 建立异常向量表 预存存储器参数 关闭看门狗定时器
主应用程序
获取显示码表起始地址
显示值=F？
显示值=0？
选通6个数码管位选择
显示值-1 向数码管输出显示码
关闭所有中断
设置系统时钟
延时 将存储器参数写入处 理器特殊功能寄存器 区内的存储器参数区
实验说明
建立0~F显示码表：
AREA RamData, DATA, READWRITE seg7table DCB 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82, 0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e END
seg7table+F 0x8e
Vcc Q7 D7 D6 Q6 Q5 D5 D4 Q4 CLK
D7
D
Q CLK
Q7
CLK CLR
74LVCH273
CLR Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3 GND
H
ED7~ED0
3.3V
G
D
B C H
3.3V nCS SEG1 (对应口地址 =0x20006000)
3.3V
8段共阳数码管
ldr r0,=0x20007000 2、向位选通信口地址0x20007000输出一个位选通数据： ldr r1,=0xDF ;仅6#数码管亮 str r1,[r0]
实验说明
F
取显示码送数码管显示
ldr ldr add ldr r4,=seg7table r2,=0x00 r1,r4,r2 r1,[r1] ; r4存放显示码表起始地址 ; r2存放将要显示的值 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 seg7table+3 0xb0 3 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中
ED0 ED1 ED2 ED3 ED4 ED5 ED6 ED7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
a
PA7
h
f
e
a g b c d h
处理器 数据总线
PA0
nCS SEG1
段数据选通
8D锁存器结构及工作原理
锁存器就是带三态输出的D触发器，通常以8个D触发器为一个封装。 74LVCH273就是一个典型的8D锁存器。 当MR为高电平时，CP脉冲上升沿将使得输出Qi等于其输入Di。 若CP脉冲无上升沿，则Di的变化不会影响Qi的状态，这种现象称为锁存。
ldr r0,=0x20006000 1、向段选通信号口地址0x20006000输出一个显示码： ldr r1,=0xC0 ;0的显示码 str r1,[r0]
S3C2440数据线
接数码管1 3.3V 接数码管6 3.3V nCS SEG2 (对应口地址 =0x20007000) (8D锁存器) 注：”0”电平 三极管导通 A F E
选通6个数码管位选择 显示值+1 向数码管输出显示码
此部分只能采用汇编程序
延时
实验说明
主应用汇编语言参考程序
Main LOOP L2 ldr r4,=seg7table ldr r2,=0x00 cmp r2,#0x0f bne L1 cmp r2,#0x0 beq L1 ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ldr r0,= 0x20006000 sub r2,r2,#1 add r1,r4,r2 ldr r1,[r1] str r1,[r0] bl Delay b L2 ; r4存储seg7table的地址 ; r2记录数码管的值 ; 比较数码管的值是否为F ; 如果不为F则跳转到L1 ; 比较数码管的值是否为0 ; 如果为数码管的值0，则跳转到L1 ; 数码管6个位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 把数码管全部选定 ; 把6个数码管全部选定 ; 数码管8位段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r2减1，即完成从F到0的显示 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中 ; 显示数码管的值 ; 延时 ; 跳转到L2
1. 共阳极数码管的结构及数字显示码
位选通信号线 段数据驱动线
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
接处理器 数据总线
h g f e d c b a
h g f e d c b a
h g f e d c b a
a f e g b c h
d
段数据信号线
2. 8段数码管显示数字0~F的段安排
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F
显示码 (16进制)
C0 F9 A4 B0 99 92 82 F8 80 90 88 83 C6 A1 86 8E
8段共阳极数码管显示过程：
1、将8位显示码输出到数码管段数据端(经过8D锁存器)同时产生段选通信号。 2、产生某位数码管选通的位数据选通信号。
3.3V
nCS SEG2
位数据选通
数码管6 8D锁存器 74LVCH273
6位共阳数码管动态循环显示电路原理图
6个数码管的段数据和位数据分别由2个8D锁存器74LVCH273加以驱动。
段显示码数据的最低位到最高位分别对应数码管的a段到h段。
CPU首先向口地址0x20006000输出段数据(显示码)，然后向口地址
0x20007000输出位数据(仅使需要显示当前段数据的数码管被选通)。
二、设计实验： 用6个八段数码管显示自己学号的最后6位数。
实验说明
八段数码管由八个发光二极管组成。 右下角一个点形的发光二级管作为小数点用。 八段数码管可分为共阴极数码管和共阳极数码管两种。 主要可用于显示0~F十六进制数。 本实验采用的数码管为共阳极数码管。
Байду номын сангаас
8段共阴极LED数码管结构及显示码的构成
八段数码管的显示方式
静态显示 动态显示 动态显示是用一组数据及控制信号实现多个数量可变的数 码管显示控制，并且不断变化送给各数码管的数据，使得 不同的数码管显示不同的字符。这种方式利用了逐位快速 轮循显示的方法。即在一个轮循显示周期中，让每位数码 管都显示一次各自的数一定时间。当轮循显示周期的数目 大于每秒50次，人眼由于视觉的惰性无法察觉变化而感觉 是静止的。本实验中采用指令延时方式，延时指令大致设 为8000条时现象较好。
实验目的
复习ADS环境下的编程，可执行文件的下载以及程序
的调试 通过实验掌握处理器利用数据总线挂带外设的方法 掌握八段数码管的显示控制方法 掌握裸机系统下采用汇编语言和C语言实现数码管显 示的编程方法
实验内容
一、验证实验：
编程实现6个数码管循同时先以正序显示0~F字符， 然后再以逆序显示F~0，并不断循环。
; 返回原程序
完成实验后，先关闭电源，再拔取
导线，将导线整理好后放入指定位 置，将凳子放入桌下，方可离开。
2440处理器
74LVCH273 ED7~ED0
数据总线
0x200070000
nCS SEG2 段数据选通 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
PA0
a f g b e a b c d e f g h
第 1位 数码管 c h
第 6位 数码管
地址总线 A31~ A0 74LVCH273 ED5~ED0 地 址 0x200060000 译 nCS SEG1 码 288H 位数据选通
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLR
h
a bc
de
fg h
数码管驱动电路(只画出6#数码管)及驱动程序
seg7table+2 0xa4 2 seg7table+1 0xf9 1 seg7table+0 0xc0 0
实验说明
数码管的段显示口地址、数据及程序片断
ldr r0,=0x20006000 ldr r1,=0xff str r1,[r0] ;口地址nCS SEG1=0x20006000 ; 熄灭所有数码管
数码管的位选择口地址、数据及程序片断
ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x0 str r1,[r0] ; 口地址nCS SEG2=0x20007000 ;选中所有数码管，低电平有效
实验说明
取显示码送数码管显示的程序片断
ldr r4,=seg7table ldr r2,=0x？ add r1,r4,r2 ldr r0,= 0x20006000 ldrb r1,[r1] str r1,[r0] ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ; r4=显示码表起始地址 ; r2=将要显示的值 (0~F) ; r1=将要读取的？值对应的显示码地址 ; r0=数码管段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r1=显示值对应的显示码; ; 将显示码数据用数据线D7~D0输出到数码管 ; r0=6个数码管位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 使6个数码管全部都亮 ;将数码管位选择数据用数据线D7~D0输出到 ; 数码管位数据锁存器。
实验说明
本实验中所用的共阳极数码管显示数据表
字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F . 熄灭 H 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 G 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 F 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 E 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 D 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 C 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 B 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 A 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 共阳极 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH BFH 7FH FFH
实验说明
L1 ldr r0,=0x20007000 ldr r1,=0x00 str r1,[r0] ldr r0,= 0x20006000 add r2,r2,#1 add r1,r4,r2 ldrb r1,[r1] str r1,[r0] bl Delay b LOOP ; 数码管6个位选信号锁存器地址nCS SEG2 ; 把数码管全部选定 ; 把6个数码管全部选定 ; 数码管8位段数据锁存器地址nCS SEG1 ; r2加1，即完成从0到F的显示 ; r1记录当前数码管数据所在的地址 ; 把数码管所要显示的值加载到r1中 ; 显示数码管的值 ; 延时 ; 跳转到LOOP
;以下为数码管显示字符数据区 AREA RamData, DATA, READWRITE seg7table DCB 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e END
实验说明
;以下为延时子程序 Delay stmfd sp!,{r8,r9,lr} ldr r3,=0x8ffff; ; 延时 LOOP1 sub r3,r3,#1 cmp r3,#0 bne LOOP1 ldmfd sp!,{r8,r9,pc} LTORG ; 保护当前现场
实验程序流程框图
裸机系统基本程序运行环境设置参数及程序
复位异常程序：裸机初始化 设置静态参数 程序从0X0开始 建立异常向量表 预存存储器参数 关闭看门狗定时器
主应用程序
获取显示码表起始地址
显示值=F？
显示值=0？
选通6个数码管位选择
显示值-1 向数码管输出显示码
关闭所有中断
设置系统时钟
延时 将存储器参数写入处 理器特殊功能寄存器 区内的存储器参数区
实验说明
建立0~F显示码表：
AREA RamData, DATA, READWRITE seg7table DCB 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82, 0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e END
seg7table+F 0x8e