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1、单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 1 第3讲 单片机驱动LED o 2 LED显示屏 3 2 2 单片机并行口驱动LED 我叫发光二极管 我会发光 4 LED的发光原理 阳极 阴极 1 5V 0 0V 一 LED发光二极管 5 发光二极管实物接线及电路原理图 1 0 什么是单片机 单片机 限流 6 CPU 输 入 设 备 输 出 设 备 软 件 系 统 微型计算机系统 硬件系统 输 入 接 口 电 路 输 出 接 口 电 路 运 算 器 控 制 器 存 储 器 在一片集成电路芯片上集成CPU 存储器 I O接口电路 构成 了单片微型计算机 即单片机 MCU Micro Co
2、ntroller Unit 简单说 单片机就是集成在一片芯片上的微型计算机 实 质是一个电子芯片 单片微型计算机 7 P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7 P2 7 P2 6 P2 5 P2 4 P2 3 P2 2 P2 1 P2 0 P3 0 P3 1 P3 2 P3 3 P3 4 P3 5 P3 6 P3 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 81 9 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 32 52 42 42 22 1 单
3、片 机 CPU 大脑 程序 思想 I O接口 四 肢 手 脚 P0 P1 P2 P3 输入或输出0 1 二 IO口介绍 8 P0 39 32脚 双向8位 三态I O口 每个口可独立 控制 内部无 上拉电阻 为 高阻态不能正 常地输出高低 电平 使用时 须外接上拉电 阻 一般10K 左右 图 P0口的口线逻辑电路图 单片机单片机IOIO口内部结构口内部结构 P0口 9 1 控制 1 P0作为地址 数据分时复用总线使用 P0口口线的工作过程 10 0 漏极开路 反相 反相 控制 0 P0作为通用I O接口使用 P0口口线的工作过程 11 P0口作为通用I O接口时应注意 1 输出数据时 由于V2截
4、止 输出端为漏极开路 要使 1 信号正常输出 必须外接上拉电阻 2 输入数据前 应先向P0口写 1 使输出V1 V2均截止 12 当P0口作为输出口使用时 内部总线将数据送入锁 存器 内部的写脉冲加在锁存器时钟端CP上 锁存数据 到Q端 经过MUX V1反相后正好是内部总线的数据 送到P0口引脚输出 当P0口作为输入口使用时 应区分读引脚和读端口 两种情况 所谓读引脚 就是读芯片引脚的状态 这时 使用下方的数据缓冲器 由 读引脚 信号把缓冲器打开 把端口引脚上的数据从缓冲器通过内部总线读进来 读端口是指通过上面的缓冲器读锁存器Q端的状态 读端口是为了适应对I O口进行 读 修改 写 操作语句的
5、 需要 例如下面的C51语句 P0 P0 将P0口的低4位引脚清0输出 P0口的结构 13 除了I O功能以外 在进行单片机系统扩展时 P0口 是作为单片机系统的地址 数据线使用的 一般称为地址 数据分时复用引脚 当输出地址或数据时 由内部发出控制信号 使 控 制 端为高电平 打开与门 并使多路开关MUX处于内 部地址 数据线与驱动场效应管栅极反相接通状态 此时 输出驱动电路由于两个FET处于反相 形成推拉式电 路结构 使负载能力大为提高 输入数据时 数据信号 直接从引脚通过输入缓冲器进入内部总线 P0口的结构 14 图 P1口的口线逻辑电路图 P1 1 8脚 准双向8位 三态I O口 每个口
6、可独立 控制 内部有 上拉电阻 其 输出没有高阻 状态 输入也 不能锁存 不 是真正的双向 I O口 单片机单片机IOIO口内部结构口内部结构 P1口 15 P1口口线的工作过程 16 P1口是准双向口 只能作为通用I O口使用 P1口作为输出口使用时 无需再外接上拉电阻 P1口作为输入口使用时 应区分读引脚和读端口 读引 脚时 必须先向电路中的锁存器写入 1 使输出级的 FET截止 P1口的结构 17 P2口 图 P2口的口线逻辑电路图 单片机单片机IOIO口内部结构口内部结构 P2口 18 1 P2口口线的工作过程 19 0 P2口口线的工作过程 20 P2口是准双向口 在实际应用中 可以
7、用于为系统提供 高8位地址 也能作为通用I O口使用 P2口作为通用I O口的输出口使用时 与P1口一样无需 再外接上拉电阻 P2口作为通用I O口的输入口使用时 应区分读引脚和 读端口 读引脚时 必须先向锁存器写入 1 P2口的结构 21 P3口 图 P3口的口线逻辑电路图 单片机单片机IOIO口内部结构口内部结构 P3口 22 P3口是准双向口 可以作为通用I O口使用 还可以作 为第二功能使用 作为第二功能使用的端口 不能同时 当作通用I O口使用 但其他未被使用的端口仍可作为通 用I O口使用 P3口作为通用I O的输出口使用时 不用外接上拉电阻 P3口的结构 23 P3口的第二功能
8、24 输入与输出口的等效模型 输入口等效模型输出口等效模型 单片机单片机IOIO口的两种状态最小系统组成口的两种状态最小系统组成 25 lMCS51的拉电流能力 100uA 灌电流能力10mA l使用MCS51的IO直接驱动LED 数码管等均采用 共阳 接 法 灌电流能力 能够流入IO口的最大电流 拉电流能力 能够从IO口流出的最大电流 共阳接法 共阴接法 单片机单片机IOIO口的输出性能指标口的输出性能指标 26 能够承受的最大输入电压范围 是否有上拉电阻 lMCS51的IO口输入状态时有弱上拉电阻效应 值为 100k数量级 l最大输入电压范围 0 5V Vcc 0 5V 单片机单片机IOI
9、O口的输入性能指标口的输入性能指标 27 设计步骤 v题意分析 v设计硬件电路 v编写源程序 v调试程序 v下载 运行 例 P1 0口控制一个发光二极管闪烁 三 IO口控制LED灯程序设计 28 执行语句执行语句 P1 0 P1 0 0 0 如何点亮如何点亮LEDLED 1 0 执行语句执行语句 P1 0 P1 0 1 1 如何熄灭如何熄灭LEDLED 1 1 硬件设计 单片机 外围电路 29 void main void while 1 include 头文件 无限循环 主函数 2 软件设计 LED闪烁灯 P1 0 0 点亮LED P1 0 1 熄灭LED USB下载线 30 void ma
10、in void while 1 P1 0 0 点亮LED P1 0 1 熄灭LED include Delay Delay 3 运行调试 LED灯闪烁流程图 31 运行录像 延时0 125s 延时0 5s 延时1s 32 小结 vLED闪烁灯的电路设计 vLED闪烁灯的源程序设计 v延时函数的作用 33 思考题 编程实现8个发光二极管循环顺序闪烁 34 void Delay char delaytime 延时函数 char i 0 char j 0 for i 0 i delaytime i for j 0 j 100 j 35 void main void 主函数 P1 0 xff 1 熄灭
11、所有发光二极管 while 1 系统主循环 LED1 0 2 点亮第1个发光二极管 Delay 100 3 延时0 1秒 LED1 1 4 熄灭第1个发光二极管 LED2 0 5 点亮第2个发光二极管 Delay 100 6 延时0 1秒 LED2 1 7 熄灭第2个发光二极管 LED3 0 8 点亮第3个发光二极管 Delay 100 9 延时0 1秒 LED3 1 10 熄灭第3个发光二极管 LED4 0 11 点亮第4个发光二极管 Delay 100 12 延时0 1秒 36 LED7 1 22 熄灭第7个发光二极管 LED8 0 23 点亮第8个发光二极管 Delay 100 24 延
12、时0 1秒 LED8 1 25 熄灭第8个发光二极管 26 跳回第2步开始循环执行 37 思考题 改用移位指令如何实现 移位指令移位时 移出的位数全部丢弃 如果是左 移 则移出的空位补入的数全部是0 如果是右移 则与被移位的数据是否带符号有关 若是不带符号 数 则补入的数全部为0 若是带符号数 则补入的 数全部为原符号位 38 参考程序 void main void 主函数 unsigned char LED LED 0 x01 P1 0 xff 1 熄灭所有发光二极管 while 1 系统主循环 P1 LED LED取反送P1 Delay 100 if LED LED 1 else LED
13、0 x01 39 include void Delay unsigned char delaytime unsigned char DispBuffer 8 0 xfe 0 xfd 0 xfb 0 xf7 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f void Delay unsigned char delaytime 延时函数 unsigned char i 0 unsigned char j 0 for i 0 i delaytime i for j 0 j 120 j 利用数组改进程序 40 void main void 主函数 unsigned char i 0 P1 0 xff 1 熄灭所有发光二极管 while 1 系统主循环 for i 0 i 8 i P1 DispBuffer i Delay 200 41 练习题 1 修改上面的程序 实现8个发光二极管从两边 到中间或从中间到两边顺序循环点亮 2 修改程序 实现更多的 跑马灯 花样 42
