利用80C31单片机串行口实现多个LED显示的一种简单方法

在单片机系统中，常常用数码管（LED）做显示器。一般的显示器为4位或8位，即需要4个或8个LED。实现这种显示的方法比较多，也比较简单。但是，对于多个LED显示，就必须采取必要的措施才能实现。本文介绍一种设计方法，利用该方法设计的多路LED显示系统具有硬件结构简单，软件编程方便，价格低廉的特点，经在储蓄所大屏幕利率显示屏中应用，效果很好。

1 硬件电路

80C31单片机是MCS-51系列单片机的一种，它广泛应用于各种小型控制系统中。我们知道，80C31单片机有一个串行口可用于串行通讯，笔者发现它在方式0状态下，还可以扩展并行I/O口，从而实现多个LED显示，其硬件原理如图1所示。其中，74HC164为串行输入、并行输出移位寄存器，74HC164为单向总线驱动器，LED采用5EF1183KR型共阴极数码管。

当80C31 单片机复位时，串行口为方式0状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率的十二分之一。参看图2，器件执行任何一条将SBUF作为目的寄存器的命令时，数据便开始从RXD端发送。在写信号有效时，相隔一个机器周期后发送控制端SEND有效，即允许RXD发送数据，同时，允许从TXD端输出移位脉冲。第一帧（8位）数据发送完毕时，各控制信号均恢复原状态，只有TI保持高电平，呈中断申请状态。第一个74HC164把第一帧数据并行输出，LED1显示该数据（发送时序如图2所示）。然后，用软件将TI清零，发送第二帧数据。第二帧数据发送完毕，LED1显示第二帧数据，第一帧数据串行输入给第二个 74HC164，LED2显示第一帧数据。依此类推，直到把数据区内所有数据发送出去。应该注意，数据全部发送完后，第一帧数据在最后一个LED显示。由于TXD端最多可以驱动8个TTL门，当LED显示器超过8个时，我们采用74HC244芯片驱动。每个74HC244有8路驱动，每一路可驱动8个 LED，即每增加一个74HC244，可增加64个LED驱动。

2 软件编程

该软件程序采用MCS-51系列单片机汇编语言编制，并把显示程序作为一个子程序，以便在主程序中调用。设LED为共限极显示器，共有64个，显示区首地十在内部RAM 20H单元，需显示的数据以BCD码依次存放在显示区，软件清单如下：

主程序
ORG 0000H
SJMP START
ORG 0020H
MOV R6,#40H
MOV R0,#20H
LCALL TRXD
SJMP $

显示子程序
TRXD：MOV DPTR，#DTAB
DL0：MOV A，@R0
MOVC A，@A+DPTR
MOV SBUF，A
DL1：JNB TI，DL1
CLR TI
INC RO
DJNZ R6，DL0
RET
DTAB：3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH