单片机原理及应用项目化教程(C-语言版)全书整本书电子教案教学教程.ppt

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Microcomputer),，,简称单片机，是将,微处理器,(CPU),、,存储器,(,存放程,序或数据的,ROM,和,RAM),、,总线,、,定时器,/,计数器,、,输,入,/,输出接口,(I/O,口,),和其他多种功能器件集成在一,块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要应用领域,为智能化电子产品，一般需要嵌入仪器设备内，故又,称为,嵌入式微控制器,(,Embedded Microcontroller,),。,单片机介绍,单片机的主要特点如下：,（,1,）可靠性高；,（,2,）便于扩展；,（,3,）控制功能强；,（,4,）低功耗、低电压；,（,5,）易于嵌入、发展迅速、应用广泛,单片机介绍,1.1.2,单片机的应用领域,（,1,）,工业控制与检测,（,2,）,智能仪器仪表,（,3,）,消费类电子产品,（,4,）,网络和通信,（,5,）,设备领域,（,6,）,武器装备,（,7,）,汽车电子,此外，,单片机,在工商、金融、科研、教育、电力、通,信、物流和国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。,单片机介绍,1.1.3,单片机有哪些系列,单片机,种类繁多，一般常用的有以下几种：,（,1,）,8051,单片机,（,2,）,MOTOROLA,单片机,（,3,）,Microchip,单片机,（,4,）,Atmel,单片机,（,5,）,NEC,单片机,（,6,）东芝单片机,单片机介绍,（,7,）富士通单片机,（,8,）,LG,公司生产的,GMS90,系列单片机,（,9,）凌阳,16,位单片机,（,10,）,Scenix,单片机,（,11,）,EPSON,单片机,（,12,）华邦单片机,单片机介绍,1.1.4,单片机的选择,当今单片机琳琅满目，产品性能各异。如何选择好单片,机是项目开发首要解决的问题。,(1),单片机的基本参数及其内部资源,，如：程序存储器容量，,I/O,引脚数量，,AD,或,DA,通道数量及转换样精度等；,(2),单片机的,增强功能,，例如看门狗，,RTC,，,EEPROM,，扩展,RAM,，,CAN,总线接口，,I,2,C,接口，,SPI,接口等。,(3)Flash,和,OTP(,一次性可编程,),相比较，最好是,Flash,。,(4),封装,，一般来说贴片的比直插的体积小，抗干扰性强，但是价格要贵一些。,单片机介绍,(5),工作温度范围，工业级还是商业级，如果设计户外产品，必须选用,工业级,。,(6),工作电压范围,，例如设计电视机遥控器，,2,节干电池供电，至少应该能在,1.8,3.6V,电压范围内工作。,(7),功耗,，能够满足设计要求的前提下功耗越低越好。,(8),性价比高,。,(9),供货渠道畅通,，尽量选用市场上容易购买到的单片机。,(10),有服务商,，像,Microchip,公司推,PIC,，周立功公司推,Philips,，双龙公司推,AVR,，都提供了很多有用的技术资料，起码烧写器有地方买。,单片机介绍,1.1.5 MCS-51,单片机识读,1,、,MCS-51,单片机内部结构,MCS-51,单片机由,中央处理器,(CPU),、,程序存储器,（,ROM/EPROM,）、,数据存储器,（,RAM,）、,定时,/,计数器,、,I/O,接口,、,中断系统,等组成。,内部中断,外部中断,CPU,振荡器,基准时钟源,4KB ROM,256B RAM,总线控制扩展,I/O,串行口,2,个,16,位的,TC,控制,并行,I/O,串行输入,串行输出,计数器,8051,的结构框图,内部结构如下,：,运算器,控制器,CPU,128,字节的,RAM,，作用是存放运算的中间结果以及数据暂存。,00H7FH,4K,程序存储区，地址从,0000H,开始，用于存放程序代码和表格数据,2,个,16,位的定时计数器,4,个,IO,（,P0,P1,P2,P3,共,32,线,),口与外界交换信息,1.2MHz12MHz,一个全双工的串口,UART,5,个中断源，三个内部，二个外部,单片机介绍,2,、引脚功能说明,DIP,引脚图 逻辑符号,单片机介绍,电源引脚,(2,根,),V,CC,(40,脚,),：电源端，接,+5V,电源。,V,SS,(20,脚,),：接地端。,I/O,引脚,(4,8=32,根,),控制引脚,(,6,根,),时钟电路引脚,XTAL1,（,19,脚）,和,XTAL2,（,18,脚）,XTAL1,：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒,相放大器的输入，若使用外部,TTL,时钟时，该引脚必须接地。,XTAL2,：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器,倒相放大器的输出，若使用外部,TTL,时钟时，该引脚为外部时,钟的输入端。,单片机介绍,ALE/PROG,(30,脚,),：地址锁存允许信号输出当,CPU,访问片外存,储器时，,ALE,输出信号,控制锁存,P0,口输出的低,8,位地址,，从而,实现,P0,口数据与低位地址的分时复用。,EA/V,PP,(31,脚,),：外部程序存储器地址允许输入端。,当为高电,平时，,CPU,执行片内程序存储器指令，但当,PC,中的值超过,0FFFH,时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当为低,电平时，,CPU,只执行片外程序存储器指令。,PSEN,（32脚）：外部程序存储器读选通信号。是读外部程序,存储器的选通信号，低电平有效。,RST,（,9,脚）：复位信号输入端。该信号高电平有效，在输入,端保持,两个机器周期的高电平后,，就可以完成复位操作。,单片机介绍,1.1.6,单片机最小系统的组成,所谓单片机最小系统，是指用最少的元件能使单片机工作,起来的一个最基本的组成电路。对,51,系列单片机来说，最小,系统一般应该包括：,电源,、,晶振电路,、,复位电路,等。同时单,片机要正常运行，还必须具备,电源正常,、,时钟正常,、,复位正,常,三个基本条件。,单片机介绍,（,1,）,电源,电源是单片机工作的动力源泉。我们所选用的,STC89C52,，,它需要,5V,的供电系统，我们的开发板是使用,USB,口输出的,5V,直流直接供电的。供电电路在,40,脚和,20,脚的位置上，,40,脚,接的是,+5V,，通常也称为,VCC,或,VDD,，代表的是电源正极，,20,脚接的是,GND,，代表的是电源的负极。,（,2,）,时钟电路,时钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算与控制过,程都是在统一的时序脉冲的驱动下进行的。,STC89C52,单片,机的,18,脚和,19,脚是晶振引脚，我们接一个,11.0592MHz,的晶,振,(,它每秒振荡,11059200,次,),，外加两个,20pF,的电容，电容的,作用是帮助晶振起振，并维持振荡信号的稳定。,单片机介绍,（,3,）,复位电路,在复位引脚（,9,脚）脚持续出现,24,个振荡器脉冲周期,（即,2,个机器周期）的,高电平,信号将使单片机复位，此时，一些专,用寄存器的状态值将恢复为初始值。单片机复位一般是,3,种,情况：上电复位、手动复位、程序自动复位。,（,a,）上电复位电路,（,b,）按键复位电路,单片机介绍,复位后,各特殊功能寄存器初始状态,寄存器,状态,寄存器,状态,PC,0000H,TCON,00H,ACC,00H,TL0,00H,PSW,00H,TH0,00H,SP,07H,TL1,00H,DPTR,0000H,TH1,00H,P0-P3,FFH,SCON,00H,IP,xxx00000H,SBUF,不确定,IE,0 xx00000H,PCON,0 xxx0000H,TMOD,00H,单片机开发系统软件介绍,单片机开发，首要的两个软件一个是编程软件，一个是下,载软件。编程软件我们用,Keil uVision,的,51,版本，也叫,Keil,C51,，,Keil C51,集编辑，编译，仿真于一体,，支持汇编、,PLM,语言和,C,语言的程序设计，界面友好，易学易用。在,51,系列单片机的学习与开发过程中，,keil C51,软件的使用为,程序设计开发提供了一个高效率的平台。,单片机开发系统软件介绍,单片机开发系统软件介绍,用,keil C51,软件编辑编译一段,C,程序，实现打印的,Keil C51,欢,迎界面：“,Hello I am KEIL,，,I will be your friend.,”。,根据任务编写的,C,源程序如下：,#include /,包含头文件,#include,void main(void)/,主函数,SCON=0 x52;,TMOD=0 x20;,TH1=0 xf3;,TR1=1;/PRINTF,函数所必须,printf(“Hello I am KEIL.n”);,printf(“I will be your friend.n”);,while(1);,单片机开发系统软件介绍,(1),建立一个新的工程项目,单片机开发系统软件介绍,(2),保存工程项目,单片机开发系统软件介绍,(3),为工程项目选择单片机型号,单片机开发系统软件介绍,(4),新建源程序文件,单片机开发系统软件介绍,(5),保存源程序文件,单片机开发系统软件介绍,(6),为工程项目添加源程序文件,单片机开发系统软件介绍,(7),输入源程序文件,单片机开发系统软件介绍,(8),编译源程序,单片机开发系统软件介绍,(9),调试源程序,单片机开发系统软件介绍,(10),查看分析结果,单片机开发系统软件介绍,（,11,）生成,Hex,代码文件,Protues,仿真软件的使用,Proteus ISIS,是英国,Labcenter,公司开发的电路分析与实,物仿真软件。它运行于,Windows,操作系统上，,可以仿真、,分析,(SPICE),各种模拟器件和集成电路,。在,51,系列单片机,的学习与开发过程中，,keil C51,软件是程序设计开发的平台,，不能直接的进行单片机的硬件仿真。如果将,keil C51,软件,和,Proteus,软件有机结合起来，那么,51,系列单片机的设计与,开发将在软硬件仿真上得到完美的结合。,主页,ISIS,ARES,3D,浏览,Proteus 8.0 Professional,的,主页界面,元件清单,关于,Proteus 8.0,帮助,信息,简介,PCB,设计,模拟,入门指导,新版本,等,打开设计图,/,新建设计图,最近,的,设计图,主页,文件,(F),编辑,(E),浏览,(V),工具,(T),设计,(D),绘图,(G),除错,(D),库,(L),模板,(T),系统,(S),帮助,(H),Proteus,中,ISIS,的,主窗口示意图,ISIS,通用工具菜单,专用工具,菜单,电路编辑窗口,坐标原点,浏览窗口,器件工具列表窗口,ARES,电气,规则,检查,主菜单,交互仿真按键,元件清单,点击鼠标,:,点击此键可取消左键的放置功能，但可编辑对象。,选择元器件,:,在元件表选中器件,在编辑窗中移动鼠标,点击左键放置,标注联接点,:,当两条连线交叉时,放个接点表示连通。,标志网络线标号,:,电路联线可用网络标号代替,相同标号的线是相同的。,放置文本说明,:,是对电路的说明,与电路仿真无关,!,放置总线,:,当多线并行简化联线,用总线标示。,放置器件引脚,:,有普通,.,反相,.,正时钟,.,反时钟,.,短引脚,.,总线。,放置图纸内部终端,:,有普通,.,输入,.,输出,.,双向,.,电源,.,接地,.,总线。,放置子电路,:,可将部分电路以子电路形式画在另一图纸上。,编,辑,工,具,放置分析图,:,有模拟,.,数字,.,混合,.,频率特性,.,传输特,性,.,噪声分析等。,放置录放音设置,:,放置电源,.,信号源,:,有直流电源,正弦信号源,脉冲,信号源等。,放置电压电流探针,:,显示网络线上的电压或串联,在指定的网络线上显示电流值。,放置虚拟仪器,:,有示波器,.,计数器,.RS232,终端,.SPI,调,试器,.I2C,调试器,.,信号发生器,.,图形发生器,.,直流,电压表,.,直流电流表,交流电压表,.,交流电流表。,调,试,工,具,放置各种线,:,有器件,.,引脚,.,端口,.,图形线,.,总线等。,放置矩形框,:,移动鼠标到框的一角,按下左键拖动,释放后完成。,放置圆形框,:,移动鼠标到圆心,按左键拖动,释放后完成。,放置圆弧线,:,鼠标移到起点,按下左键拖动,释放后调整弧长,点击鼠,标完成。,画闭合多边形,:,鼠标移到起点,点击产生折点,闭合后完成。,放置文字标签,:,在编辑框放置说明文本标签。,放置特殊图形,:,可在库中选择各种图形。,放置特殊节点,:,可有原点,.,节点,.,标签引脚名,.,引脚号。,图形正,/,反旋转,。,图形垂直,/,水平翻转,。,图,形,工,具,Protues,仿真软件的使用,用,Proteus,仿真软件，实现单片机最小系统的简单应用。要,求：,P1,口控制,8,个发光二极管,LED,循环点亮。电路原理图如,下,图所示。,Protues,仿真软件的使用,（,1,）,建立一个新的设计项目,Protues,仿真软件的使用,（,2,）,保存设计项目,Protues,仿真软件的使用,（,3,）,为设计项目选择电路元器件,Protues,仿真软件的使用,（,4,）,设计电路元器件的布局与连线,Protues,仿真软件的使用,（,5,）,编辑电路原理图元件,Protues,仿真软件的使用,（,6,）,编辑设计原理图界面,Protues,仿真软件的使用,（,7,）,保存设计的原理图电路文件,单击,保存按钮,，保存原理图电路文件。,到此，一个完整的单片机最小系统电路原理图就设计完成,了。接下来需要做的就是将在,Keil C51,软件中编译生成的,.Hex,文件添加到原理图的单片机中就可以了。,Protues,仿真软件的使用,（,8,）,为单片机添加,.Hex,程序文件,在原理图中右键选中单片机，单击左键，在弹出的对话框,中选中,Program File,选项,再单击“,打开,”,按钮,，添加,.Hex,文件。保存后就可以进行电路仿真了，仿真电路如,下,图所,示。然后根据仿真现象，不断进行源程序调试，完善设计。,项目二 输入,/,输出功能,项目描述,我们所熟悉的电脑的输入设备有键盘、鼠标、麦克风等，,输出设备有显示器、音响等。如同电脑，输入,/,输出是单片,机最基本的功能，单片机最常用的输入设备为按键，最常,用的输出设备为发光二极管,LED,、数码管以及液晶显示器,LCD,。本项目基于,KST-51,开发板，通过编程实现独立按,键检测与,LED,灯点亮功能。,输出功能点亮,LED,灯,2.1.1 LED,灯介绍,LED(light-emitting diode),，即发光二极管，俗称,LED,小,灯，我们板子上用的是普通的贴片发光二极管,，其,正向导,通电压是,1.8V,到,2.2V,之间，,工作电流一般在,1mA,20mA,之,间,。当电流在,1mA,5mA,之间变化时，随着通过,LED,的电,流越来越大，我们的肉眼会明显感觉到这个小灯越来越亮,，而当电流从,5mA,20mA,之间变化时，我们看到的发光二,极管的亮度变化就不是太明显了。当电流超过,20mA,时，,LED,就会有烧坏的危险了，电流越大，烧坏的也就越快。,输出功能点亮,LED,灯,LED,驱动电路如,下,图所示。若接入的,VCC,电压是,5V,，发,光二极管自身压降大概是,2V,，,电阻两端电压,U=3V,，当电流,是,1mA,的时候，电阻值是,3K,；当电流是,20mA,的时候，电阻,值是,150,欧，也就是,R34,的取值范围是,1503K,欧姆。这个电,阻我们通常称之为,“,限流电阻,”,。,图中,R,用的是,1K,，可以计算,出流过,LED,的电流大约为,3mA,。,输出功能点亮,LED,灯,将,上页图,变换一下，用一个单片机的,IO,口来驱动,LED,，,有两种方式,输出功能点亮,LED,灯,2.1.2,源程序编写,1,、特殊功能寄存器和位定义,sfr P0=0 x80,；,sfr,这个关键字，是,51,单片机特有的，他的作用是定义一个,单片机特殊功能寄存器,SFR(special function register),。,51,单片机,内部有很多寄存器，如果我们想使用的话必须提前进行,sfr,声,明。不过,Keil,软件已经把所有这些声明都预先写好并保存到,一个专门的文件中去了，我们要用的话只要文件开头添加一,行,#include,即可。,输出功能点亮,LED,灯,sbit LED=P00;,这个,sbit,用来定义寄存器或者变量中的某一位,。经过上边,语句后，以后只要在程序里写,LED,，就代表了,P0.0,口，注,意这个,P,必须大写，也就是说我们给,P0.0,又取了一个更形,象的名字叫做,LED,。,输出功能点亮,LED,灯,2,、程序编写,（,用,C,语言编写程序点亮,LED,灯,）,#include /,包含特殊功能寄存器定义的头文件,sbit LED=P10;/,位地址声明，注意：,sbit,必须小写、,P,大写！,void main()/,任何一个,C,程序都必须有且仅有一个,main,函数,/,是成对存在的，在这里表示函数的起始和结束,LED=0;/,分号表示一条语句结束,逻辑上来看，程序这样写就可以了，但是在实际单片机应用,中，存在一个问题。比如我们的程序空间可以容纳,100,行代,码，但是我们实际上的程序只用了,50,行代码，当运行完了,50,行，再继续运行时，第,51,行的程序不是我们想运行的程序，,而是不确定的未知内容，一旦执行下去程序就会出错从而可,能导致单片机自动复位,。,输出功能点亮,LED,灯,通常在程序中加入一个死循环，让程序停留在我们希望,的这个状态下，不要乱运行，有以下两种写法可以参考：,参考程序一：,参考程序二：,#include#include,sbit LED=P00;sbit LED=P00;,void main()void main(),while(1)LED=0;,while(1);,LED=0;,理论上这两个程序都能点亮,LED,小灯，但是下载到开发,板以后板子上的,LED,等并没亮，为什么呢？,输出功能点亮,LED,灯,我们做单片,机编程，实际,上算是硬件底,层驱动程序开,发，这种程序,的开发，是离,不开电路图的,，,必须根据,硬,件,电路图来进,行程序的编写,。,输出功能点亮,LED,灯,分析,电路,可知：若要点亮,LED2,，必须使得,DB0,端口,（,通过,锁存器,74HC245,连接至单片机,P0.0,端口,）,输出低电平，同时,Q16,三极管,9012,导通，即,LEDS6,端口输出低电平，而,LEDS6,接,至,74HC138,的,Y6,端，,Y6,端输出低电平的条件是,74HC138,正常工,作,(E1,、,E2,端为低电平，,E3,端为高电平,),且,A2A1A0,端口电平分,别为,1,、,1,、,0,，因此，程序初始化时应将,ENLED,置,0,，,ADDR3,置,1,，,ADDR2,置,1,，,ADDR1,置,1,，,ADDR0,置,0,。,输出功能点亮,LED,灯,#include /,包含特殊功能寄存器定义的头文件,sbit LED=P00;/,位地址声明，注意：,sbit,必须小写、,P,大写！,sbit ADDR0=P10;,sbit ADDR1=P11;,sbit ADDR2=P12;,sbit ADDR3=P13;,sbit ENLED=P14;,void main(),ENLED=0;,ADDR3=1;,ADDR2=1;,ADDR1=1;,ADDR0=0;,LED=0;/,点亮小灯,while(1);/,程序停止在这里,输出功能点亮,LED,灯,3,、程序下载,首先，我们要把硬件连接好，把板子插到电脑上，打开设,备管理器查看所使用的是哪个,COM,口，如,左,图所示，找到,“,USB-SERIAL CH340(COM3),”,这一项，这里最后的数字就,是开发板目前所使用的,COM,端口号。注意要先在电脑上安装,USB,转串口的驱动程序以后才能看到相应的,COM,端口，否则,如,右,图所示，将无法下载程序。,输出功能点亮,LED,灯,打开,STC,系列单片的下载软件,STC-ISP,输出功能点亮,LED,灯,下载软件列出了,5,个步骤：,选择单片机型号，我们现在用的单片机型号是,STC89C52RC,点击,“,打开程序文件,”,，找到我们刚才建立工程文件夹，,找到步骤二编译所生成的,hex,文件,LED.hex,，点击打开；,选择刚才查到的,COM,口，波特率使用默认的就行；,这里的所有选项都使用默认设置，不要随便更改，有的选,项改错了以后可能会产生麻烦。,因为,STC,单片机要冷启动下载，就是先点下载，然后再给,单片机上电，所以我们先关闭板子上的电源开关，然后点击,“,Download/,下载,”,按钮，等待软件提示你请上电后，然后再,按下板子的电源开关，就可以将程序下载到单片机里边了。,当软件显示,“,已加密,”,就表示程序下载成功了。,输入功能,按键检测,2.2.1,键盘介绍,在单片机应用系统中，键盘主要用于向计算机输入数据、,传送命令等，是人工干预计算机的主要手段。键盘要通过接,口与单片机相连，分为,编码键盘,和,非编码键盘,两类。,键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现，并产生键,编码号或键值的称为编码键盘，如计算机键盘。而靠软件编,程来识别的称为非编码键盘，在单片机组成的各种系统中，,使用最广泛的是非编码键盘。当然，也有用到编码键盘的。,非编码键盘有分为：独立键盘和行列式（又称为矩阵式）,键盘。,输入功能,按键检测,独立键盘每个键相互独立，各自与一条,I/O,线相连,，,CPU,可直接读取该,I/O,线的高,/,低电平状态。其优点是硬件、软件,结构简单，判键速度快，使用方便；缺点是占,I/O,口线多。多,用于设置控制键、功能键。适用于键数少的场合。,输入功能,按键检测,矩阵键盘的键按矩阵排列，各键处于行,/,列的结点处，,CPU,通过对连在行,(,列,),的,I/O,线送已知电平的信号，然后读取,列,(,行,),线的状态信息。逐线扫描，得出键码。其特点是键多时,占用,I/O,口线少，硬件资源利用合理，但判键速度慢。多用于,设置数字键，适用于键数多的场合。,输入功能,按键检测,在,2.1,节,中，,IO,口作为输出口时，只需要在程序,中将,P0.0,端口设为低电平即可点亮,LED,灯，将,P0.0,端,口设为高电平即可熄灭,LED,灯。,STC89C52,单片机的,输入功能比输出功能稍微复杂一些，在使用之前需,进行一些设置，否则有可能无法准确识别输入端口,电平！,(1)P0,口,P0,口为双向三态输入,/,输出口，,P0,口既可作为地址,/,数据总线口，又可作为通用,I/O,口,，作通用,I/O,口时，,P0,口只是一个准双向口，,需要在外部引脚处外接上拉电阻,。,VCC,作输入口使用时必须先给锁存器置,1,！,Q,(2)P2,口,P2,口常用做外部存储器的高,8,位地址口,。当不用做地址口时，,P2,口也可作为通用,I/O,口,，这时它也是一个准双向,I/O,口,，,即作输入口使用时必须先给锁存器置,1,。,不必外接上拉电阻就可以驱动任何,MOS,驱动电路。,(3)P1,口,P1,口常用做通用,I/O,口,，它也是一个标准的准双向,I/O,口，不必外接上拉电阻就可以驱动任何,MOS,驱动电路。,P1,口的位结构如下图所示。,(4)P3,口,P3,口,是一个双功能口，第一功能与,P1,口一样可用做通用,I/O,口，也是一个,准双向,I/O,口,。另外还,具有第二功能,。,P3,口工作在第二功能时各管脚定义如下表所示。,P3,口的位结构图如右图所示。,引脚,功能,引脚,信号名称,P3.0,串行数据接收口,(RXD),P3.4,定时器,/,计数器,0,的外部输入口,(T0),P3.1,串行数据发送口,(TXD),P3.5,定时器,/,计数器,1,的外部输入口,(T1),P3.2,外部中断,0(INT0),P3.6,外部,RAM,写选通信号,(WR),P3.3,外部中断,1(INT1),P3.7,外部,RAM,读选通信号,(RD),输入功能,按键检测,分析,IO,口电路,就可以得出一个结论，这种具有上,拉的准双向,IO,口，如果要正常读取外部信号的状态,，必须首先得保证自己内部输出的是,1,，如果内部,输出,0,，则无论外部信号是,1,还是,0,，这个引脚读进来,的都是,0,。因此，,输入数据时，应先向,端,口写,1,，使,场效应管截止，然后方可作为输入。,(,注：,P0,口作为,通用,IO,口使用时需加上拉电阻,，其他,IO,口内部有上,拉电阻，不需外接上拉电阻,),输入功能,按键检测,2.2.2,独立按键扫描,单独的按键扫描程序执行后看不到任何现象，为了有个直,观的效果，我们可以将之前的点亮,LED,灯的程序加进来，当,K1,键按下时点亮一个,LED,灯,(,如板子最右侧的,LED2),。,1,、,构建独立按键,若要将,K1,变为独立,按键，只需,KeyOut1,端接地即可，因此，,只要,将单片机的,P2.3,(KeyOut1,接至,P2.3,端,口,),端口输出低电平,，,就可以将,K1,看成是,一个独立按键。,输入功能,按键检测,2,、,独立式按键的软件设计,开 始,初始化,按键是否按下？,延时去抖,点亮,LED,Y,N,输入功能,按键检测,3,、,按键消抖,在键盘的软件设计中还要注意按键的去抖动问题。由于,按键一般是由机械式触点构成的，在按键按下和断开的瞬,间均有一个抖动过程，时间大约为,5ms,10ms,，可能会造,成单片机对按键的误识别。按键消抖一般有两种方法，即,硬件消抖和软件消抖,。软件消抖方式经济实惠，且操作简,单，因此应用广泛。,在软件设计中，当单片机检测到有键,按下时，可以先延时一段时间越过抖动过程再对按键识别。,输入功能,按键检测,实际应用中，一般希望按键一次按,下单片机只处理一次，但由于单片,机执行程序的速度很快，按键一次,按下可能被单片机多次处理。为避,免此问题，可在按键第一次按下时,延时,10ms,之后再次检测按键是否按,下，如果此时按键仍然按下，则确,定有按键输入。这样便可以避免按,键的重复处理。,输入功能,按键检测,2.2.3,源程序编写,#include/,包含特殊功能寄存器定义的头文件,sbit LED0=P00;/,位地址声明,sbit ADDR0=P10;,sbit ADDR1=P11;,sbit ADDR2=P12;,sbit ADDR3=P13;,sbit ENLED=P14;,sbit KeyIn1=P24;,sbit KeyOut1=P23;,void delay10ms(void)/,延时,10ms,子函数,unsigned char i,k;/,变量定义,for(i=20;i0;i-)/for,语句循环体,for(k=250;k0;k-);,输入功能,按键检测,void main()/,主程序,KeyIn1=1;/,向输入端口写,1,，为输入做准备,KeyOut1=0;/,将,K1,作为独立按键使用,ENLED=0;,ADDR3=1;,ADDR2=1;,ADDR1=1;,ADDR0=0;,while(1),if(KeyIn1=0)/,判断,K1,键是否按下,输入功能,按键检测,delay10ms();/,延时去抖,if(KeyIn1=0),while(KeyIn1=0);/,等待按键释放,LED0=0;/,点亮,LED,灯,程序写完以后，按照,Keil,写程序的过程，建立工程,-,保存工,程,-,建立文件,-,添加文件到工程,-,编写程序,-,编译,-,下载,程序。程序下载完成以后，可以发现，按,K1,键，松开以后,开发板上最右侧的,LED,灯,(LED2),点亮。,项目三 数码管基础与,矩阵键盘扫描,项目描述,单片机项目开发过程中经常要用到,“,09,”,的数,字显示，如：显示实时时钟、显示检测到的温度、,电压等。数码管是实现,“,09,”,的数字显示的最简,单的元件，其结构简单、价格便宜、驱动程序编写,容易，因此得到广泛应用。本项目通过编程扫描,4,4,矩阵键盘，并将键值编号,(0F),显示在数码管,上。,数码管基础,3.1.1,数码管的基本介绍,七段,LED,数码管显示器能够显示十进制或十六进制数字及,某些简单字符。,从,原理,图可以看出数码管共有,a,、,b,、,c,、,d,、,e,、,f,、,g,、,dp,这么,8,个段，而实际上，这,8,个段每一段都是一个,LED,小灯，所以一个数码管就是由,8,个,LED,小灯组成的。,数码管基础,从开发板的电路图上能看出来，我们所用的数码管都是共,阳数码管，一共有,6,个,。,6,个数码管的,com,都是接到了正极上，由,74HC138,控制三极管,的导通来控制整个数码管的使能。先来看最右边的,DS1,这个数,码管，原理图上可以看出，控制,DS1,的三极管是,Q17,，控制,Q17,的引脚是,LEDS0,，对应到,74HC138,上边就是,U3,的,Y0,输出,。,数码管基础,数码管基础,要最右边的,DS1,数码管亮，,LEDS0,这个引脚,必须,输,出低电平，由,上图分析,可知,ADDR0=0;ADDR1=0;,ADDR2=0;ADDR3=1;ENLED=0.,数码管通常是用来,显示数字的，我们板子上有,6,个数码管，习惯上称之,为,6,位，那控制位选择的就是,74HC138,了。而数码管,内部的,8,个,LED,小灯我们称之为数码管的段，那么数,码管的段选择（即该段的亮灭）是通过,P0,口控制，,经过,74HC245,驱动。,数码管基础,3.1.2,数码管真值表,数码管的,8,个段，我们直接当成,8,个,LED,小灯来控制，那就是,a,、,b,、,c,、,d,、,e,、,f,、,g,、,dp,一共,8,个,LED,小灯。我们通过,原理,图,可以看出，如果点亮,b,和,c,这两个,LED,小灯，也就是数码管的,b,段和,c,段，其他的所有的段都熄灭的话，就可以让数码管显示,出一个数字,1,，那么这个时候实际上,P0,的值就是,0b11111001,，,十六进制就是,0 xF9,。,数码管基础,用同样的方法，我们可以把其他的数字字符,列出来，如下,表所示，称为数码管真值表。,思考：如果是共阴数码管，其真值表应如何列？,？,数码管基础,#include,sbit ADDR0=P10;,sbit ADDR1=P11;,sbit ADDR2=P12;,sbit ADDR3=P13;,sbit ENLED=P14;,void main(),ENLED=0;/,使能,U3,，选择数码管,DS1,ADDR3=1;,ADDR2=0;,ADDR1=0;,ADDR0=0;,P0=0 xF9;/,点亮数码管段,b,和,c,while(1);,把上面这个程序编译一下，并下载到单片机中，就可以看,到程序运行的结果是在最右侧的数码管上显示了一个数字,1,。,数码管基础,3.1.3,数码管的静态显示,LED,数码管显示器的工作方式：,静态,和,动态,两种显示方式。,静态显示方式各数码管在显示过程中持续得到送显信号，,与各数码管接口的,I/O,口线是专用的。其特点是显示稳定，,无闪烁，用元器件多，占,I/O,线多，无须扫描。系统运行过,程中，在需要更新显示内容时，,CPU,才去执行显示更新子程,序，节省,CPU,时间，提高,CPU,的工作效率，编程简单。,动态显示方式是指一位一位地轮流点亮每位显示器，与各,数码管接口的,I/O,口线是共用的。其特点是有闪烁，用元器,件少，占,I/O,线少，必须扫描，花费,CPU,时间，编程复杂。,STC89C52,P0.0 P0.7,P1.0 P1.7,P2.0 P2.7,静态显示方式电路,动态显示方式驱动电路,数码管基础,静态显示如同,74HC138,在同一时刻只能让一个输,出口为低电平，也就是说在一个时刻内，我们只能,使能一个数码管，并根据我们给出的,P0,的值来改变,这个数码管的显示字符，我们可以将此理解为数码,管的静态显示。数码管静态显示是对应动态显示而,言的，静态显示对于一两个数码管还行，多个数码,管，静态显示实现的意义就没有了。,下面,我们,编程,实现,数码管静态,循环,显示,字符,0F,。,数码管基础,先介绍一个,51,单片机的关键字,code,。前面定义变量时，一,般用到,unsigned char,或者,unsigned int,这两个关键字，这样定义,的变量都是放在单片机的,RAM,中，我们在程序中可以随意去,改变这些变量的值。但是还有一种数据，在程序中要使用，,但是却不会改变它的值，定义这种数据时可以加一个,code,关,键字,修饰一下，这个数据就会存储到程序空间,Flash,中，这样,可以大大节省单片机的,RA