实验报告

实验题目

设有10个开关，编号分别为0，1，……，9。 设计电路实现某开关闭合时对应显示相应的十进制数字。要求：(1)写出设计说明，(2)用 Proteus或Multisim仿真。

实验方案

首先初步确定所需器件(随进度补充器件)，要完成本实验，本文先选用了共阴极数码管，BCD编码器74147，显示译码器74LS49，RESPACK-8，必要的button，power，反向器7404等等。之后对比74147和7449功能表，找出他们之间的关系。 实验的整体思路为：首先是10个独立按键，10条必要的电路连接设计目标(74147为主)，编码器4个输入和译码器4个输入连接，然后通过译码器7449右端的7个输出连接到数码管上，共阴极数码管另一端接地。 74147左端只有9个接口，连接1－9的开关后，0的开关暂时没法处理，留给最后解决。发现74147输出高电位，而7449需要输入低电位，因此通过非门74LS04将点位变换。 开关与74147连接以后要求为：开关按下后为低电位，断开连接以后为高电位。本文采取的方法为，开关左端接地，右端接电源(含电阻)。当开关断开时，电路不通，电阻两段都为高电位；当开关闭合时，电路通畅，开关右端为低电位。 电路按照上述连接后，还存在2个问题：0的开关和怎样做到不按下开关时不显示。我们发现若要数码管不显示，应当令74LS49器件的BI接口为低电位；按下任何一个按键，BI接口变为高电位。那么通过与非门很容易实现这个想法(此处我们使用了一个4接口与门器件和一个9接口与非器件)。当1－9的9个开关都断开时，7449输入的都为低电位，是我们想要的０的输出。此时只要使ＢＩ为高电位便可。那么与非门的左端加入一个低电位便可。因为将0的开关连接在这里可以有效解决问题。

实验过程 首先列出了74147和7449的功能表，课本中给出了详细的表格，此处不再赘述。 之后按照实验方案中的想法连接电路。连接电路图如下：

实验结果 将电路通电(按下播放键)。首先当没有按键按下时，数码管无显示。

当按下开关０时，显示为０。

当按下开关９时，显示为９。

当其他开关均断开，开关５闭合时，显示为５。

当按下开关4，5，6时，由于6的优先级比较高，显示为6。

总结 本次实验设计的是通过开关控制共阴极数码管的数字显示的电路。

首先通过这个完整的实验，使我更加熟悉了数电的相关知识和Proteus仿真的应用，在数电知识的整体把握上有了一个质的提升。本次实验，大致思路不难，但是很多细节的考虑让我体会到了电路设计的精妙。我觉得本次电路设计的要点有如下：

1．高低电位的切换。刚开始实验时，由于没有输入会认为是高电位，因此不会设定低电位，后来知道通过开关控制电路联通可以有效改变高低电位。

2．开关0的设定。74147只有9个输入，0 的输入在刚开始时是一个大问题。后来巧妙的接到了7449的BI上，不仅解决的0 的输入，还解决了显示器显示与否的问题。

3．本次实验我觉得对我个人而言最大的进步之一就是意识到了要把电线画的清晰一些。刚开始总是直接确定起点和终点，线路很乱。后来修改时确定了每一个拐点的位置，使我的电路图在美观上有了一个大的进步。

实验报告

实验题目

设有10个开关，编号分别为0，1，……，9。 设计电路实现某开关闭合时对应显示相应的十进制数字。要求：(1)写出设计说明，(2)用 Proteus或Multisim仿真。

实验方案

首先初步确定所需器件(随进度补充器件)，要完成本实验，本文先选用了共阴极数码管，BCD编码器74147，显示译码器74LS49，RESPACK-8，必要的button，power，反向器7404等等。之后对比74147和7449功能表，找出他们之间的关系。 实验的整体思路为：首先是10个独立按键，10条必要的电路连接设计目标(74147为主)，编码器4个输入和译码器4个输入连接，然后通过译码器7449右端的7个输出连接到数码管上，共阴极数码管另一端接地。 74147左端只有9个接口，连接1－9的开关后，0的开关暂时没法处理，留给最后解决。发现74147输出高电位，而7449需要输入低电位，因此通过非门74LS04将点位变换。 开关与74147连接以后要求为：开关按下后为低电位，断开连接以后为高电位。本文采取的方法为，开关左端接地，右端接电源(含电阻)。当开关断开时，电路不通，电阻两段都为高电位；当开关闭合时，电路通畅，开关右端为低电位。 电路按照上述连接后，还存在2个问题：0的开关和怎样做到不按下开关时不显示。我们发现若要数码管不显示，应当令74LS49器件的BI接口为低电位；按下任何一个按键，BI接口变为高电位。那么通过与非门很容易实现这个想法(此处我们使用了一个4接口与门器件和一个9接口与非器件)。当1－9的9个开关都断开时，7449输入的都为低电位，是我们想要的０的输出。此时只要使ＢＩ为高电位便可。那么与非门的左端加入一个低电位便可。因为将0的开关连接在这里可以有效解决问题。

实验过程 首先列出了74147和7449的功能表，课本中给出了详细的表格，此处不再赘述。 之后按照实验方案中的想法连接电路。连接电路图如下：

实验结果 将电路通电(按下播放键)。首先当没有按键按下时，数码管无显示。

当按下开关０时，显示为０。

当按下开关９时，显示为９。

当其他开关均断开，开关５闭合时，显示为５。

当按下开关4，5，6时，由于6的优先级比较高，显示为6。

总结 本次实验设计的是通过开关控制共阴极数码管的数字显示的电路。

首先通过这个完整的实验，使我更加熟悉了数电的相关知识和Proteus仿真的应用，在数电知识的整体把握上有了一个质的提升。本次实验，大致思路不难，但是很多细节的考虑让我体会到了电路设计的精妙。我觉得本次电路设计的要点有如下：

1．高低电位的切换。刚开始实验时，由于没有输入会认为是高电位，因此不会设定低电位，后来知道通过开关控制电路联通可以有效改变高低电位。

2．开关0的设定。74147只有9个输入，0 的输入在刚开始时是一个大问题。后来巧妙的接到了7449的BI上，不仅解决的0 的输入，还解决了显示器显示与否的问题。

3．本次实验我觉得对我个人而言最大的进步之一就是意识到了要把电线画的清晰一些。刚开始总是直接确定起点和终点，线路很乱。后来修改时确定了每一个拐点的位置，使我的电路图在美观上有了一个大的进步。

实验一

数码管实验

一、 实验目的

1. 了解数码管的显示原理；2. 掌握JXARM9-2440 中数码管显示编程方法

二、 实验仪器

JXARM9-2440教学实验箱、ADT1000仿真器和ADT IDE集成开发环境、串口连接线、PC机。

三、 实验原理

7段LED由7个发光二极管按“日”字形排列，所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法，阴极连在一起称为共阴极接法。

LED显示器的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式。

本实验中采用的是动态显示接口，其中数码管扫描控制地址为0x20007000，位0－位5每位分别对应一个数码管，将其中某位清0 来选择相应的数码管，地址0x20006000 为数码管的数据寄存器。数码管采用共阳方式，向该地址写一个数据就可以控制LED 的显示，数据中的1对应的不亮，0对应的亮，数码管各位从高到低排列为dp-g-f-e-d-c-b-a,例如当数据寄存器是11111111时则不亮，当是01111111时则显示8，其原理图如图所示。

四、 实验内容

1、编程实现：六个数码管同时正向显示0-F ，然后反向显示F-0。

2、编程实现：在六个数码管上依次显示与自己姓名有关的内容，可分辨出轮流显示。

3、编程实现：在六个数码管上依次显示与自己姓名有关的内容，分辨不出轮流显示。

4*、编程实现：在每个数码管上递增显示0—9 。 5*、自行开发。

五、 实验程序

1, /****************************************************************************/ /*文件名称： LEDSEG7.C

*/ /*实验现象： 数码管依次显示出0、1，

2、„„

9、a、b、C、d、E、F

*/ /****************************************************************************/ #define U8 unsigned char unsigned char seg7table[16] = {

/* 0

7*/

0xc0,

0xf9,

0xa4,

0xb0,

0x99,

0x92,

0x82,

0xf8,

/* 8

A

B

C

D

E

F*/

0x80,

0x90,

0x88,

0x83,

0xc6,

0xa1,

0x86,

0x8e, }; void Delay(int time); /****************************************************************************/ /* 函数说明: JXARM9-2410 7段构共阳数码管测试

*/ /* 功能描述: 依次在7段数码管上显示0123456789ABCDEF

*/ /* 返回代码: 无

*/ /* 参数说明: 无

*/ /****************************************************************************/ void Test_Seg7(void) {

int i;

*((U8*)0x20007000)=0x00; /*6个数码管都亮*/ for(;;) {

/*数码管从0到F依次将字符显示出来*/

for(i=0;i<0x10;i++)

{

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

/*数码管从F到0依次将字符显示出来*/

for(i=0x0f;i>0x00;i--)

{

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

} }

// TODO } /****************************************************************************/

/* Function name : 循环延时子程序

*/ /* Description : 循环 'time' 次

*/ /* Return type ：void

*/ /* Argument

: 循环延时计数器

*/ /****************************************************************************/ void Delay(int time) {

int i; int delayLoopCount=10000;

for(;time>0;time--);

for(i=0;i2, /****************************************************************************/ /*文件名称： LEDSEG7.C

*/ /*实验现象： 数码管依次显示ZHAngg,并能看出轮流显示

*/ /****************************************************************************/ #define U8 unsigned char unsigned char seg7table[16] = {

/* Z

H

A

n

g

g

7*/

0xa4,

0x89,

0x88,

0xc8,

0x90,

0x90,

0x82,

0xf8,

/* 8

A

B

C

D

E

F*/

0x80,

0x90,

0x88,

0x83,

0xc6,

0xa1,

0x86,

0x8e,

/* H

I

N*/

0x89,

0xcf,

0x48 }; void Delay(int time); /****************************************************************************/ /* 函数说明: JXARM9-2410 7段构共阳数码管测试

*/ /* 功能描述: 在六个数码管上分别显示字母，与姓名有关

*/ /* 返回代码: 无

*/ /* 参数说明: 无

*/ /****************************************************************************/ void Test_Seg7(void) {

int i;

*((U8*)0x20007000)=0x00;

for(;;)

{

*((U8*)0x20007000)=0x1f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[0];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x2f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[1];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x37;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[2];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3b;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[3];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3d;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[4];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3e;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[5];

Delay(10000); } // TODO } /***************************************************************************/ /* Function name : 循环延时子程序

*/ /* Description : 循环 'time' 次

*/ /* Return type ：void

*/ /* Argument

: 循环延时计数器

*/ /****************************************************************************/ void Delay(int time) {

int i; int delayLoopCount=10000;

for(;time>0;time--);

for(i=0;i3, /****************************************************************************/ /*文件名称： LEDSEG7.C

*/ /*实验现象： 数码管依次显示出ZHAngg,并看不出轮流显示

*/ /****************************************************************************/ #define U8 unsigned char unsigned char seg7table[16] = {

/* Z

H

A

n

g

g

7*/

0xa4,

0x89,

0x88,

0xc8,

0x90,

0x90,

0x82,

0xf8,

/* 8

A

B

C

D

E

F*/

0x80,

0x90,

0x88,

0x83,

0xc6,

0xa1,

0x86,

0x8e,

/* H

I

N*/

0x89,

0xcf,

0x48 }; void Delay(int time); /****************************************************************************/ /* 函数说明: JXARM9-2410 7段构共阳数码管测试

*/ /* 功能描述: 在六个数码管上分别显示字母，与姓名有关

*/ /* 返回代码: 无

*/ /* 参数说明: 无

*/ /****************************************************************************/ void Test_Seg7(void) {

int i;

*((U8*)0x20007000)=0x00;

for(;;)

{

*((U8*)0x20007000)=0x1f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[0];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x2f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[1];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x37;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[2];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3b;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[3];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3d;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[4];

Delay(10000);

*((U8*)0x20007000)=0x3e;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[5];

Delay(1); } // TODO } /***************************************************************************/ /* Function name : 循环延时子程序

*/

/* Description : 循环 'time' 次

*/ /* Return type ：void

*/ /* Argument

: 循环延时计数器

*/ /****************************************************************************/ void Delay(int time) {

int i; int delayLoopCount=10000;

for(;time>0;time--);

for(i=0;i4, /****************************************************************************/ /*文件名称： LEDSEG7.C

*/ /*实验现象： 数码管依次显示出0、1，

2、„„

9、a、b、C、d、E、F

*/ /****************************************************************************/ #define U8 unsigned char unsigned char seg7table[16] = {

/* 0

7*/

0xc0,

0xf9,

0xa4,

0xb0,

0x99,

0x92,

0x82,

0xf8,

/* 8

A

B

C

D

E

F*/

0x80,

0x90,

0x88,

0x83,

0xc6,

0xa1,

0x86,

0x8e, }; void Delay(int time); /****************************************************************************/ /* 函数说明: JXARM9-2410 7段构共阳数码管测试

*/ /* 功能描述: 依次在7段数码管各自递增显示0—9

*/ /* 返回代码: 无

*/ /* 参数说明: 无

*/ /****************************************************************************/ void Test_Seg7(void) {

int i; for(;;) {

for(i=0;i<=0x09;i++)

{

*((U8*)0x20007000)=0x1f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

for(i=0;i<=0x09;i++)

{

*((U8*)0x20007000)=0x2f;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

for(i=0;i<=0x09;i++)

{

*((U8*)0x20007000)=0x37;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

for(i=0;i<=0x09;i++)

{

*((U8*)0x20007000)=0x3b;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

for(i=0;i<=0x09;i++)

{

*((U8*)0x20007000)=0x3d;

*((U8*)0x20006000)=seg7table[i];

Delay(10000);

}

} // TODO } /****************************************************************************/ /* Function name : 循环延时子程序

*/ /* Description : 循环 'time' 次

*/ /* Return type ：void

*/ /* Argument

: 循环延时计数器

*/ /****************************************************************************/ void Delay(int time) {

int i; int delayLoopCount=10000;

for(;time>0;time--);

for(i=0;i六、 实验结果与分析

实验一结果：六个数码管同时显示相同的符号，从0-F再由F-0之间的循环变换。

分析：在数码管扫描控制地址处选中六个数码管，使其同时亮，在给其数码管的数据寄存器存入不同符号对应的数值，加上相应的延迟，就

可以是轮流变换的循环的符号变换。

实验二结果：第一个数码管显示Z后，第二个显示H，接着第三个显示A，接着第四个显示n，接着第五个显示g，接着第六个显示g，接着第一个再显示Z…..如此循环。

分析：设置控制地址使其单独并且循环显示，每个数码管的数据寄存器送入不同的符号的数值，并设置较大的延迟时间即可产生该现象。

实验三结果：六个数码管一起显示“ZHAngg”。

分析：原理同实验二，只是将延迟时间改小到人眼无法分辨的地步即使一起显示。

实验四结果：第一个数码管显示0—9之后，第二个接着显示0—9，接着第三个，第四个….

分析：设置循环使六个数码管循环单独显示，在每个数码管显示中再加入循环，使其递增显示0—9，设置较大的延迟，是我们可以看清实验现象。

七、 实验总结与心得体会

本次试验需要了解数码管的基本工作原理，基于C语言设计编程完成实验，实验的关键在于把握实现各种现象的本质上的差异，在程序上作出修改。通过本次试验对于实验的严谨性有了进一步的体验，稍有不小心实验结果就适得其反，以后要更加用心，更加认真的做实验。

实验五 七段数码管动态显示实验

一、实验目的

掌握数码管动态显示数字的原理

二、实验内容

动态显示：按图5-2连接好电路，七段数码管段码连接不变，位码驱动输入端S1，S0接8255 C口的PC1，PC0。编程在十位和个位两个数码管上显示“56”。

三、编程提示

实验台上的七段数码管为共阴型，段码采用同相驱动，输入端加高电平,选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中。

． 看清实验目的和要求 2． 注意实验步骤

3． 连接实验线路时请注意开关的位置

4． 根据原理框图编写程序，保存为学号名+SY2 例：1928101sy5 5． 记录下实验中遇到的问题，实验的实际意义

6． 准备实验报告的数据

如何解决的，搞懂

实验六 竞赛抢答器

一、实验目的

1、了解微机化竞赛抢答器的基本原理。

2、进一步学习使用并行接口。

二、实验内容

图7-1为竞赛抢答器(模拟)的原理图，逻辑开关K0～K7代表竞赛抢答按钮0～7号，当某个逻辑电平开关置“１”时，相当某组抢答按钮按下。在七段数码管上将其组号(0～7)显示出来，并使微机扬声器响一下。

三、编程提示

设置8255为C口输入、A口输出，读取C口数据，若为0表示无人抢答，若不为0则有人抢答。根据读取数据可判断其组号。从键盘上按空格键开始下一轮抢答，按其它键程序退出。

附加试验： 可编程定时器／计数器(8253)

一、实验目的： 掌握8253的基本工作原理和编程方法。

二、实验内容

按图3-2连接电路，将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值设为1000，用逻辑笔观察OUT1输出电平的变化(频率1HZ)。用示波器观察OUT0，OUT1输出电平的变化和波形。同时用七段数码管段码显示出来

三、编程提示 8253控制寄存器地址283H 计数器0地址280H 计数器1地址281H CLK0连接时钟 1MHZ

请各位同学在上机实验前编好程序，要检查！

实验时间

周四

计科83班：8:00-9:30 网工 82：9:40-11:10 网工 81：12:30-14:00 计科81班：14:00-15:30 计科82班：15:30-17:00 实验地点:教学楼B610 1.到5楼计算中心值班室请值班老师开门 2.这周日上午为自由实验时间，愿意去的同学请先向各班长或课代表报名

LED数码管显示原理

LED数码管是通过点亮不同的段码组合来显示数字和字母的。外观如右图a所示。LED数码管从结构上可分为共阳极和共阴极两种类型。结构如图b，c所示，从图b和图c中我们可以看到共阳极和共阴极数码管的唯一区别在于公共端的极性不同，但两者的显示原理是相同的。共阴极和共阳极数码管内部都集成了8个LED发光管，这8个LED发光管分别表示段码值：A,B,C,D,E,F,G,DP。当对应的LED发光管被点亮时，对应的段码值就会亮起来，通过点亮不同的段码组合，来显示不同的数字和字母来。具体的对应关系见图d(共阳极LED数码管段码表)。

图a

图b

图c

图d

LED数码管在单片机系统中的驱动显示原理

在单片机系统中，LED数码管是怎样显示数据的呢？下面我们来深入研究一下。要想让LED数码管正确的显示数据，我们首先要了解一下LED数码管的驱动显示原理。在单片机系统中，LED数码管的驱动方式主要有动态显示和静态显示两种类型，每种类型的驱动电路各部相同。

动态显示的原理就是，把所有LED数码管相同的段码连在一起，作为数据总线，连接至单片机的I/O端口上，每个LED数码管的公共端单独留出来，作为区分LED数码管的地址线，分别连接到单片机的I/O端口上，在某一时刻，单片机发送要显示的数据到LED数码管的数据总线上，同一时刻接通需要显示数据的数码管的公共端，这样对应的数码管就亮了，而没有选通公共端的数码管，虽然数据端上有数据存在，但是公共端未接通，形不成通路，所以段码就不会亮。这样就把要显示的数据和数码管的位置就对上了，总体一句话，把待显数据放在数据总线上，同时接通某一数码管的公共端，点亮数码管后，延时几一定时间(一般5---10ms左右)，然后断开刚才数码管的公共端；再向数据总线发送下一组数据，接通另一个数码管的公共端，再延时一定时间，断开数码管的公共端；用同样方法使所有的数码管都显示一遍，然后从头开始循环扫描下去，只要每个数码管在每秒内能够显示25次以上，我们看到的显示效果就是稳定的数值。这就是数码管的动态扫描驱动方式。

在分布式通讯电缆线路故障监测系统中，我们采用的是静态显示的方式。

图e 如图e所示：图中共有4位共阳极LED数码管“LED

1、LED

2、LED

3、LED4”，它们的阳极VCC都连接在一起接到电源正极上，每个LED数码管的数据端A、B、C、D、E、F、DP分别接在IC

3、IC

4、IC

5、IC6上， IC

3、IC

4、IC

5、IC6是4个串入并出的移位寄存器，型号为74LS164，作用是把串行数据接口转换为并行数据接口，74LS164的Q0-Q7分别接LED数码管的A、B、C、D、E、F、DP, AB是74LS164的数据输入端，CLK是74LS164的移位脉冲输入端，第1片IC的AB接单片机的RXD, 第1片IC的Q7连接第2片IC的AB, 所有 CLK端全部连在一起接单片机的TXD,这样级联下去可以扩展许多位显示器,。其中RXD是单片机的串行通讯数据输出端，TXD是在串行通讯时移位脉冲输出端。如果要使LED

4、LED

3、LED

2、LED

1、分别显示

1、

2、

3、4，那么单片机的RXD端就要按顺序发送

1、

2、

3、4这4位数的二进制代码0000000

1、000000

10、000000

11、00000100，TXD的移位脉冲是自动生成的我们不用考虑，发送完毕后，LED数码管就可以显示了。这时单片机即使不用再发送数据，显示器也能自己保持显示。这种显示方式的优点是“占有单片机的端口线少、占有CPU的使用率小、显示亮度高、显示位数扩展方便等”因此这种显示方式应用比较广泛。

显示驱动程序参见程序附表。