考点29 掌握显示子程序、延时子程序读识《单片机原理及应用》四川省（对口招生）电子信息类 知识点讲解

四川省（对口招生）电子信息类《单片机原理及应用》 知识点讲解 考点29 掌握显示子程序、延时子程序读识 【考情分析】 本专题是 51 单片机程序读识核心考点，在高职单招、中职升高职联考及电子信息类专业技能高考中高频考查，考查形式以程序读识单选题、判断题、填空题为主，侧重延时子程序的时长计算、循环逻辑分析，以及数码管显示子程序的段码匹配、显示内容判断，是单片机程序应用的核心基础，常与时序周期考点综合考查，需重点掌握程序逻辑推导与计算方法。 考纲解读 1 掌握延时子程序的结构组成，能根据晶振频率计算子程序延时时长 2 理解数码管共阴、共阳的段码原理，能根据段码判断显示字符 3 掌握静态显示、动态显示子程序的读识方法，能分析程序运行后的显示结果 4 区分延时子程序与显示子程序的功能边界，能识别程序中的核心功能模块 单片机子程序概述： 子程序是单片机中可重复调用的功能代码段，是模块化程序设计的核心。 延时子程序与显示子程序是51单片机最基础、最常用的两类子程序，前者用于实现时间等待、时序匹配，后者用于驱动数码管输出数字与字符，二者常配合使用，是程序读识题的核心考查载体。 核心前提：默认采用51系列单片机，晶振频率默认12MHz（机器周期为1μs），与时序周期考点计算规则一致，题干另有说明除外。 两类核心子程序读识 （一）延时子程序读识 延时子程序属于软件延时范畴，通过循环执行指令消耗单片机运行时间，实现定时等待效果，无需依赖硬件定时器，是考试读识题的高频考查对象。 延时时长由指令的机器周期数累加得到，需结合晶振频率先确定单机器周期时长，再统计指令总周期数。 考试常考指令周期数： 赋值指令（MOV）：1个机器周期 循环跳转指令（DJNZ）：2个机器周期 空操作指令（NOP）：1个机器周期 子程序返回指令（RET）：2个机器周期 典型结构：双层循环延时（最常考） Plain Text DELAY: MOV R2, #250 ; 外层循环次数赋值 D1: MOV R3, #250 ; 内层循环次数赋值 D2: DJNZ R3, D2 ; 内层循环跳转 DJNZ R2, D1 ; 外层循环跳转 RET ; 子程序返回 计算逻辑（12MHz晶振下）： 内层单次 DJNZ 执行 2μs，执行 250 次，内层循环总时长 = 250×2μs=500μs；外层单次循环包含内层赋值、内层循环、外层跳转，单轮时长约 503μs，执行 250 次；加上外层赋值、返回指令的少量周期，总延时约 125ms。 考试简化规则： 题目常忽略赋值、返回指令的少量周期，核心计算公式为： 总延时≈外层循环次数 × 内层循环次数 × 2 × 机器周期时长 常见分类： 短延时：单层循环，延时范围几微秒到几百微秒 中长延时：双层循环，延时范围几毫秒到几百毫秒 长延时：三层循环，延时范围几百毫秒到数秒 （二）显示子程序读识 显示子程序主要用于驱动数码管输出字符，分为静态显示与动态显示两类，核心是段码匹配与端口控制。 数码管由7段笔画+1个小数点共8个发光二极管组成，通过点亮不同段的组合显示0-9、A-F等字符，分为两类： 共阴极数码管：公共端接地，段引脚输入高电平时对应段点亮 共阳极数码管：公共端接高电平，段引脚输入低电平时对应段点亮 两类数码管的同字符段码互为按位取反关系。 静态显示子程序读识 特点：每个数码管的段脚独立连接一组 I/O 口，一次输出段码后即可持续显示，无需刷新。 读识核心：根据段码表与端口输出数值，直接判断每个数码管的显示字符。 适用场景：数码管数量少、I/O 口资源充足的场景。 动态显示子程序读识 特点：所有数码管的段脚并联在同一组 I/O 口，通过位选端分时选通不同数码管，依靠人眼视觉暂留特性实现 “同时显示” 的视觉效果。 读识核心步骤： 区分段码端口与位选端口，判断数码管共阴 / 共阳接法，逐位匹配段码与对应选通的数码管位置。结合延时子程序确认刷新逻辑，推导最终显示内容。 适用场景：数码管数量多、需节省 I/O 口的场景。 核心易错点总结 延时计算类易错点 忽略晶振频率直接计算时长，必须先换算机器周期再计算总延时； 误将 DJNZ 指令按单机器周期计算，导致结果偏差一倍； 多层循环计算时，遗漏外层循环中内层赋值指令的执行次数。 显示读识类易错点 混淆共阴与共阳数码管的点亮电平逻辑，段码判断相反； 动态显示中位选与段码的对应关系错位，导致显示位置判断错误； 忽略小数点段（dp）的电平状态，漏判小数点显示。 例题 1. 51 单片机 12MHz 晶振下，DJNZ 指令的执行时间为（ ） A. 0.0833μs B. 1μs C. 2μs D. 12μs 【解析】DJNZ 为双机器周期指令，12MHz 下 1 机器周期 = 1μs，因此执行时间为 2μs。答案：C 例题 2. 共阴极数码管中，要点亮某一段，对应引脚应输入（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 高阻态 D. 任意电平 【解析】共阴极数码管公共端接地，段引脚输入高电平时，对应发光二极管导通点亮。答案：A 例题 3. 某双层延时子程序内层循环次数为 200，外层循环次数为 100，12MHz 晶振下，仅计算 DJNZ 循环的总延时约为（ ） A. 20ms B. 40ms C. 100ms D. 200ms 【解析】单次内层 DJNZ 为 2μs，内层 200 次为 400μs；外层 100 次，总循环时长 = 100×200×2μs=40000μs=40ms。答案：B 例题 4.（判断题）共阳极数码管的段码与共阴极数码管的段码互为按位取反的关系。（ ） 【解析】共阳低电平点亮，共阴高电平点亮，同一字符的段码电平逻辑完全相反，互为取反。答案：√ 例题 5. 单片机动态显示利用的人眼特性是（ ） A. 视觉暂留 B. 色彩感知 C. 亮度适应 D. 视角差异 【解析】动态显示通过快速轮流点亮各位数码管，依靠人眼视觉暂留效果，看起来像是同时点亮。答案：A 【参考答案】 C A B √ A 【高考题实战】 真题 1（2025 高考 单选）51 单片机软件延时子程序的核心原理是（ ） A. 利用定时器硬件计数 B. 利用指令执行消耗时间 C. 利用外部中断等待 D. 利用串口通信延时 答案：B 真题 2（2024 高考 单选）共阳极数码管要点亮 a 段，对应引脚应输入（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 高阻态 D. 正负脉冲 答案：B 真题 3（2023 高考 单选）12MHz 晶振下，执行一条单机器周期指令的时间为 1μs，则执行 DJNZ 指令需要的时间为（ ） A. 0.5μs B. 1μs C. 2μs D. 4μs 答案：C 真题 4（2025 高考 判断）静态显示需要不断刷新数码管才能维持显示内容。（ ） 答案：× 真题 5（2024 单招 单选）动态显示中，所有数码管共用的端口是（ ） A. 位选端口 B. 段码端口 C. 电源端口 D. 接地端口 答案：B 真题 6（2023 高考 判断）延时子程序的延时时长与晶振频率无关。（ ） 答案：× 【参考答案】 B B C × B × 【模拟演练】 一、单选题 1. 51 单片机软件延时属于以下哪种延时方式（） A. 硬件延时 B. 软件延时 C. 中断延时 D. 定时器延时 2. 共阴极数码管显示数字 0 的段码（无小数点），对应电平特征是（） A. a-g 段全为高电平 B. a-g 段全为低电平 C. a-f 段高电平，g 段低电平 D. a-f 段低电平，g 段高电平 3. 12MHz 晶振下，内层循环 250 次、外层循环 200 次的双层延时，仅计算 DJNZ 循环的时长约为（） A. 50ms B. 100ms C. 200ms D. 500ms 4. 静态显示的特点不包括以下哪一项（） A. 显示稳定无闪烁 B. 占用 I/O 口较多 C. 需要持续刷新 D. 编程简单 5. 三层循环延时子程序相比双层循环，最主要的区别是（） A. 延时精度更高 B. 可实现更长的延时 C. 代码更简洁 D. 占用内存更少 6. 共阳极数码管显示数字 8（无小数点），段码的 8 位电平为（） A. 全高 B. 全低 C. 高 7 位低 1 位 D. 低 7 位高 1 位 7. 延时子程序中，消耗时间最多的指令通常是（） A. MOV 赋值指令 B. RET 返回指令 C. DJNZ 循环指令 D. NOP 空操作指令 8. 动态显示位选端的作用是（） A. 输出显示字符的段码 B. 选择当前点亮的数码管 C. 给数码管提供电源 D. 控制显示亮度 9. 6MHz 晶振下，DJNZ 指令的执行时间为（） A. 1μs B. 2μs C. 4μs D. 8μs 10. 关于显示子程序，说法正确的是（） A. 共阴和共阳数码网段码可以通用 B. 动态显示无需延时配合也能正常显示 C. 静态显示适合数码管数量多的场景 D. 显示子程序常与延时子程序配合使用 二、判断题 1. 软件延时子程序的精度高于硬件定时器延时。（） 2. 共阴极数码管公共端需要接高电平才能工作。（） 3. 延时子程序的循环次数越多，延时时间越长。（） 4. 动态显示的数码管数量越多，刷新频率越高，显示越稳定。（） 5. NOP 指令执行时间为 1 个机器周期，常用于微调延时时长。（） 6. 静态显示每个数码管都需要独立的段码输出端口。（） 7. 计算延时时间时，无需考虑晶振频率，直接按循环次数计算即可。（） 8. 显示数字 1 时，只需要点亮 b、c 两段，共阴共阳的段码数值相同。（） 9. 延时子程序最后必须有 RET 指令才能正确返回主程序。（） 10. 动态显示利用视觉暂留原理，实际同一时刻只有 1 位数码管被点亮。（） 【参考答案】 一、单选题 B C B C B B C B C D 二、判断题 × × √ × √ √ × × √ √ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $