AT89C51串并转换驱动数码管实验指导

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。本文是为AT89C51串并转换驱动数码管做实验指导 AT89C51串并转换驱动数码管实验主要涉及两个关键器件：AT89C51单片机和74HC595串行移位寄存器。AT89C51是一款低电压、高性能的8位CMOS微处理器，内置4K字节的FLASH存储器，常用于嵌入式系统的设计。74HC595则是一款串入串/并出的移位寄存器，用于扩展单片机的输出能力，尤其适合驱动数码管显示。 74HC595具有以下关键特性： 1. SDA（数据输入口）：数据通过这个端口进入移位寄存器。 2. SH_CP（数据输入控制端）：上升沿时，SDA口上的数据被移入寄存器，并在第9个上升沿开始从QS移出。 3. ST_CP（数据置入锁存器控制端）：上升沿时，寄存器中的数据被置入锁存器。 4. Q0~Q7（数据并行输出端）：输出端口，与LED的8段相接实现显示。 实验中，74HC595可以通过级联方式扩展输出，例如，第一个74HC595的QS连接到第二个74HC595的SDA，以此类推，以驱动更多的数码管。 实验原理如下： - 数据通过单片机的I/O口（P1^1, P1^2, P1^0 分别对应SDA, SHIFT, ST_CP）送入74HC595。 - 在SH_CP的上升沿，数据移入寄存器；在ST_CP的上升沿，数据移入锁存器。 - 当EN（输出允许控制）为低电平时，数据从并行输出Q0~Q7输出，连接到LED的8个段，形成显示。 - 通过改变EN的占空比，可以软件控制LED的亮度。 实验内容包括硬件连接和程序编写： - 硬件连接部分，按照电路图将74HC595与AT89C51以及LED连接，确保数据传输路径正确。 - 程序部分，使用C语言编写，定义了SDA、SHIFT、ST等控制位，通过循环操作将数据写入74HC595并控制数码管显示。数组led和select分别存储要显示的数码管段码和选择哪个数码管显示。 程序流程如下： 1. 初始化I/O口，设置SDA、SHIFT、ST为0。 2. 使用delay函数实现延时。 3. 使用display函数将数据逐位移入74HC595并更新LED显示。 4. 在主函数中，循环更新数码管的显示，依次显示数组led中的字符，通过选择数组select控制显示的数码管。 通过这个实验，学习者可以掌握AT89C51单片机的I/O控制，串并转换的原理，以及如何利用74HC595驱动数码管显示，为后续更复杂的嵌入式系统设计打下基础。