單片機(jī)控制數(shù)顯“消屏”算是的探討

在眾多的數(shù)控、數(shù)顯智能化器件中，很大一部分是沒日沒液、長年累月地工作著的（如電力部門的智能路燈鐘控器、干式變壓器中的智能溫控儀等），這樣對數(shù)字顯示部件尤其刺能耗較大手工藝LED數(shù)碼管的使用壽命就有很大影響。本文運(yùn)用單片機(jī)的軟件處理，實(shí)現(xiàn)類似于微電腦PC機(jī)的“靜屏”功能——經(jīng)一設(shè)定時(shí)間后自動 “消屏”，從而延長了數(shù)據(jù)管等的使用壽命。在“消屏”期間，數(shù)碼管（包括指示燈中的幾個(gè)或全部）雖然不亮了，但系統(tǒng)監(jiān)察信號的輸入和控制開關(guān)量的輸出等依然照常進(jìn)行——所有功能保護(hù)不變，只要按動一個(gè)任一個(gè)輸入鍵，數(shù)碼管及指示燈就會恢復(fù)顯示（顯示當(dāng)前應(yīng)有的即時(shí)信息）。

1 “消屏”的實(shí)現(xiàn)

一般來講用單片機(jī)處理的顯示器件大多數(shù)是以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行顯示的，而監(jiān)控的輸入輸出及其相應(yīng)的指示，又往往與單片機(jī)的輸入輸出端口直接聯(lián)系。因此，既要 “消屏”，又要保住輸入輸出端口隨著監(jiān)控的具體情況及時(shí)更新，以便一旦由“消屏”恢復(fù)顯示時(shí)就能顯示當(dāng)前應(yīng)有的即時(shí)信息。至少要有兩點(diǎn)：①需有兩個(gè)循環(huán)程序，一個(gè)是正常顯示時(shí)用的主循環(huán)程序，另一個(gè)則是“消屏”時(shí)用的輔助循環(huán)程序——保證單片機(jī)能正常運(yùn)行工作；②運(yùn)用可進(jìn)行“位”操作的內(nèi)存字節(jié)單元，將輸入輸出端口的信息一一對應(yīng)地記錄下來。換個(gè)角度來講，就是要想對某端口進(jìn)行有關(guān)“位”的邏輯操作，首先要對跟其對應(yīng)的內(nèi)存單元進(jìn)行相關(guān)“位”的邏輯操作，然后再賦值給對應(yīng)的端口。這樣確保了即時(shí)信息不會因?yàn)?ldquo;消屏”或偶爾由某種強(qiáng)烈干擾導(dǎo)致程序“跑飛”引起“看門狗”復(fù)位，使所有端口都被置“1”而丟失。只有這樣，設(shè)定的時(shí)間一到，MCU才能“無憂無慮”地跳出主循環(huán)而進(jìn)入輔助循環(huán)程序運(yùn)行，達(dá)到“消屏”的目的。一旦恢復(fù)顯示，應(yīng)有的即時(shí)信息也隨之顯示，而監(jiān)控端口能一直處于輸入輸出的即時(shí)狀態(tài)。

2 “消屏”運(yùn)行的程序

實(shí)現(xiàn)“消屏”運(yùn)行要牽涉的程序主要有：用以正常顯示的主循環(huán)程序、用以“消屏”的輔助循環(huán)程序和用以定時(shí)設(shè)置的時(shí)鐘程序。下面以干式變壓器智能溫控儀為例，給出如圖1所示的電原理方框圖以及實(shí)現(xiàn)“消屏”功能的三個(gè)主要部分的程序，其主流程如圖 2所示。該溫控儀是一個(gè)以MCS-51系列的單片機(jī)AT89C52 為核心，具有溫度監(jiān)察、控制、故障報(bào)警、有5位數(shù)碼顯示及與PC機(jī)通信等功能的智能化儀器。

3 運(yùn)行程序

3.1 顯示主循環(huán)程序

部分位及寄存器的定義
FUNCT EQU 95H ；P1.5為功能鍵輸入端口
FANNER EQU 96H ；P1.6為風(fēng)機(jī)鍵輸入端口
EYRE EQU 97H ；P1.7為巡回鍵輸入端口
SIGN EQU 2FH ；定時(shí)到點(diǎn)“消屏”標(biāo)志位
DECIMAL EQU 6FH ；小數(shù)點(diǎn)標(biāo)志位
SEC EQU 46H ；秒計(jì)數(shù)寄存器
MIN EQU 47H ；分計(jì)數(shù)寄存器
HR EQU 48H ；時(shí)計(jì)數(shù)寄存器
INIT_0： ORG 0000H ；程序初始化
AJMP INIT_0
ORG 000BH
AJMP T0ZD
ORG 001BH
AJMP T1ZD
ORG 0050H
DB0 C0H，0F9H，0A4H，0B0H ；字符的段碼
DB 99H，92H，82H，0D8H
DB 80H，90H，0C6H，89H
DB 88H，80H，0FFH

ORG 0070H
INIT_1：MOV 45H，#00H
MOV 46H，#00H
MOV 47H，#00H
MOV 48H，#00H
MOV TCON，#00H
MOV TMOD，#11H
MOV 0C8H， #04H
MOV 0CAN，#0B4H
MOV 0CBH，#3CH
MOV 0CCH，#0B4H
MOV 0CDH，#3CH
MOV SCON，#00H
MOV IE，#0BAH

CLR SIGN ；初始化清零“消屏”標(biāo)志位
LOOP0：MOV R1，#51H ；顯示字段的緩沖區(qū)由內(nèi)存51H單元開始
MOV R2，#04H
MOV R3，#05H ；顯示數(shù)碼為5位
LOOP1：MOV DPH，#00H
MOV DPL，#50H
MOV A，@R1
MOVC A，@A+DPTR
JNB DECIMAL，LOOP2
ADD A，#02H ；小數(shù)點(diǎn)顯示處理
LOOP2：MOV P0，A
MOV A，#03H
ADD A，R2
MOV P3，A
JNB FUNCT，KSM0 ；跳至鍵解釋子程序
JNB FANNER，KSM0 ；跳至鍵解釋子程序
JNB EYRE，KSM0 ；跳至鍵解釋子程序
JNB 72H，LOOP3
ANL 2EH，#0BH
CLR 72H
LOOP3：JB SIGH，LOOP20；若標(biāo)志位為“1”則跳之“消屏”循環(huán)
LOOP4：LCALL YSCX ；調(diào)用循環(huán)顯示延時(shí)子程序
CLR DECIMAL
LOOP5：MOV A，R2
RL A
MOV R2，A
JB 55H ，LOOP7
LOOP6：CJNE A,#10H,LOOP7
SETB DECIMAL
LOOP7：INC R1
MOV P1，2AH ；內(nèi)存2A記錄值賦予P1口
MOV P2，2BH ；內(nèi)存2BH記錄值賦予P2口
DJNZ R3，LOOP1
LJMP LOOP0

主循環(huán)顯示程序是一個(gè)掃描式顯示的主循環(huán)。假若程序運(yùn)行到倒數(shù)第十四條“JB SIGN，LOOP20”指令、且標(biāo)志位“SIGN”（即“2FH”）已被置為邏輯“1”時(shí)，程序?qū)⑻鰭呙栾@示主循環(huán)，而進(jìn)入“消屏”循環(huán)運(yùn)行。其中，內(nèi)存寄存器2AH、2BH是可位尋址操作的——分別對應(yīng)于端口P1、P2的內(nèi)存字節(jié)單元，它們的數(shù)據(jù)由具體運(yùn)算監(jiān)控程序賦予。另外，掃描顯示主循環(huán)程序中所牽涉到的諸如“跳至鍵解釋子程序”中的“鍵解釋子程序”、“調(diào)用循環(huán)顯示延時(shí)子程序”中的“循環(huán)顯示延時(shí)子程序”，以及下文中的溫度信息采訪監(jiān)控程序等，由于篇幅的關(guān)系都沒有具體闡述，因?yàn)?，它們不影響關(guān)于“消屏”的討論。

3.2 “消屏”輔助循環(huán)程序
LOOP20：INB SIGN，LOOP23
MOV P1，#0FBH
MOV P3，#03H
ORL 0D0H,#18H
MOV R5,#25H
LOOP21:MOV R6,#2AH
LOOP22:DJNZ R6,LOOP22
DJNZ R5,LOOP21
ANL 0D0H，#0E7H
MOV P0，#00H ；保證顯示輸出為“0” ——“消屏”
ANL P1，#0E7H ；而監(jiān)控通信端口仍正常工作
MOV P3，#03H
JNB FUNCT，LOOP23
JNB FANNER，LOOP23
JNB EYRE，LOOP23
LJMP LOOP20
LOOP23：MOV P1，2AH ；記錄內(nèi)容賦值給相應(yīng)端口
MOV P2，2BH
CLR SIGN
LJMP LOOP1

在“消屏”循環(huán)程序運(yùn)行中，當(dāng)其倒數(shù)第6、第7、第8條指令中任一條指令的條件轉(zhuǎn)換成立，即有任一按鍵按下時(shí)，程序便退出“消屏”循環(huán)，回到主循環(huán)運(yùn)行，進(jìn)而由鍵解釋子程序?qū)υ摪存I作出解釋響應(yīng)。“消屏”輔助循環(huán)程序中包含子延時(shí)程序。其實(shí)，整個(gè)“消屏”循環(huán)便是以延時(shí)程序做主體來運(yùn)行“等待”的——等待時(shí)機(jī)（如有鍵按入或某種因素引起復(fù)位）跳出“消屏”運(yùn)行程序，并“清零”標(biāo)示位 “SIGN”，回到掃描顯示主循環(huán)中去。“消屏”輔助循環(huán)程序只是為了“消屏” ——數(shù)碼管及LED指示燈中的幾個(gè)或全部不亮，而不影響系統(tǒng)的其它功能。

3.3 時(shí)鐘程序
T0ZD： PUSH ACC ；時(shí)鐘程序
MOV TL0，#0B4H
MOV TH0，#3CH
INC 45H
MOV A，45H
CJNE A，#0AH，F(xiàn)W0
INC 46H ；秒計(jì)數(shù)
INC 40H ;40H為2s間隔輔助內(nèi)存單元
MOV 45H，#00H
MOV A，40H
CJNE A，#02H，T0ZD1
MOV 40H，#00H
LCALL VISIT ；調(diào)用采用溫度信息子程序
T0ZD1：MOV A，46H
CJNE A，#3CH，F(xiàn)W0
INC 47H ；分計(jì)數(shù)
MOV 46H，#00H
MOV A，47H
CJNE A，#3CH，F(xiàn)W0
INC 48H ;時(shí)計(jì)數(shù)
MOV 47H，#00H
MOV A，48H
CJNE A，#02H，F(xiàn)W0
MOV 48H，#00H
SETB SIGN ；“消屏”標(biāo)志位置“1”
FW0：POP ACC
RETI

時(shí)鐘程序其實(shí)是片內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的中斷服務(wù)程序。這段程序給出的是開機(jī)或最后一次按鍵后 2個(gè)小時(shí)“消屏”標(biāo)志位“SIGN”置“1”，即系統(tǒng)將進(jìn)入“消屏”運(yùn)行狀態(tài)，直到有鍵按下或某種因素引起復(fù)位時(shí)才“喚醒”回到掃描顯示主循環(huán)。當(dāng)然，可根據(jù)具體的需要將時(shí)間設(shè)置成幾秒鐘、幾分鐘、幾十小時(shí)甚至幾天后才把“消屏”標(biāo)志位“SIGN”置為邏輯“1”，使系統(tǒng)進(jìn)入“消屏”運(yùn)行狀態(tài)。中斷服務(wù)程序的另一個(gè)重要功能就是定期汲取并處理信息。以上中斷服務(wù)程序是每間隔2s采訪一次溫度信息和端口監(jiān)控狀況用以運(yùn)算分析，以便及時(shí)對系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制。

結(jié)束語

單片機(jī)控制數(shù)顯的“消屏”處理，類似于微電腦PC機(jī)的“靜屏”功能。從某種意義上講是延長了系統(tǒng)中部分元器件的使用壽命，而不影響單片機(jī)控制系統(tǒng)其它功能。這種貓頭鷹頭“睜一只眼，閉一只眼”的工作方式對那些“沒日沒夜、長年累月”運(yùn)行著的儀器設(shè)備來說是不無裨益的。再者，由多個(gè)單片機(jī)組合的控制系統(tǒng)運(yùn)用類似工作方式，在不影響系統(tǒng)監(jiān)控功能的前提下，此“休眠”彼“工作”互為調(diào)協(xié)，互相應(yīng)和，或許是一著延長元器件使用壽命的好舉措。