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探究中职单片机“串转并”教学方法

发布时间:2017-08-12 11:46来源:网络

  摘 要: 本文介绍了一种由单片机串行口与74LS164组成的数码管动态扫描技术,首先介绍电路的组成,工作原理和所用主要的工作器件,然后介绍硬件设计图及完整的C51源程序。

  关键词: 单片机教学 74LS164 动态扫描技术
  
  1.引言
  “串行输入转并行输出”简称“串转并”,是单片机教学中一个重要课题,涉及串行口、74LS164转换芯片及外围电路知识的应用。在通常教学中,一般用74LS164串行扩展显示接口,并实现静态显示。如何实现动态显示,大部分学生对此问题理解不透,本文就此问题进行探讨。
  2.系统工作原理及电路设计
  为了加深学生的理解,我考虑用串行口控制多个数码管,模拟一个简单的电子钟,每过一秒动态加一。为了方便教学,便于学生理解,我用KEIL C编写程序,在PROTEUS中画电路并调试电路。电路原理图如图1所示,关键点有四部分。
  (1)74LS164为串入并出移位寄存器,如下图所示。
  A、B:串行输入端。
  Q0―Q7(QA-QH):串行输出端。
  CP:串行时钟输入端。
  /MR:串行输出清零端。
  VCC:+5V。
  GND:接地端。
  (2)数据由单片机RXD输出,74LS164的第1、2引脚负责接收数据。
  (3)移位脉冲由单片机TXD输出,和74LS164的第8引脚进行连接。脉冲的频率是主时钟的十二分频。
  (4)芯片功能。
  将74LS164的A、B端与RXD相接,CLK与TXD相接,/MR接高电平,在满足条件时数据就传送到74LS164并寄存。将前一个74LS164的QH端连接到下一个74LS164的QA端,再将CLK端连接到一起并接到TXD,则送数据时,前后数据就会依次从上一个片子传到下一个片子。
  电路如下图所示:
  (图一)
  3.程序如下:
  #include
  #include
  sbit p11=P1^1;
  sbit p12=P1^2;
  unsigned char data discode[11]=
  {0XFC,0X60,0XDA,0XF2,0X66,0XB6,0XBE,0XE0,0XFE,0XF6,0x00};//共阴串行。
  unsigned char leddis[2]={0,0};//显存,有几个数码管可以定义几个。
  unsigned char num,time;
  void display(void)//数码管显示函数。
  {unsigned char count;//数码管个数。
  for (count=2;count>0;count--)
  {
  SBUF=discode[leddis[count-1]];
  while(TI==0);
  TI=0;}}
  void t0serv(void) interrupt 1
  {
  TH0=(65536-50000)/256;
  TL0=(65536-50000)%256;
  if(time++>20)
  {time=0;
  if(num++>99) num=0;
  leddis=num/10;
  leddis=num%10;
  display();
  }
  }
  void main()
  {
  SCON=0x00; //设定UART的工作方式为MODEO。
  display(); //显示函数。
  TMOD=0X01;
  TH0=(65536-50000)/256;
  TL0=(65536-50000)%256;
  ET0=1;EA=1;
  while(1)
  {if(p11==0) //键P11被按下,开始定时。
  TR0=1;
  if(p12==0) //键P12被按下,停止定时。
  TR0=0;}}
  4.结语
  利用Q7(QH)端连接到下一个74LS164的QA端,可以扩展多个数码管,由于脉冲的频率是主时钟的十二分频,假设扩展2个数码管,则数码管的最大刷新频率约为主时钟2×8×12=198分频,对于主时钟为12MHz的单片机,数码管最大刷新周期为15.13μs。可以推算,如果扩展8个数码管,显示应该很稳定,没有闪烁现象。
  利用“串转并”技术,只要用单片机的两个引脚,就可以控制多个输出设备,极大地节省了单片机引脚资源,但由于用到74LS164,则成本也会增加些,可以根据实际情况灵活选择方案。
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  参考文献:
  [1]周国运.单片机原理与应用(C语言版)[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
  [2]谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2006.
  [3]张道德.单片机接口技术(C51版)[M].北京:中国水利水电出版社,2007.
  [4]李建忠.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.
  [5]陈莉蓉编译.单片微型计算机MCS-48 MCS-51应用手册.电子工业出版社.


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