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1、单片机原理及应用,文 桦,任务1 简易加减计数器的设计,1. 技能要求 单片机输出口接3位数码管和三个独立按键，这3位数码管分别显示一个变量的个位、十位和百位，三个按键分别作为“加”、“减”和“清零”功能，当按下“加”键时，数码管显示的变量加1，当按下“减”键时，数码管显示的变量减1，当按下“清零”键时，数码管显示和变量为0。,知识链接一 键盘接口电路,独立联接式无编码键盘,独立联接式编码键盘,1、键盘的分类与结构,独立联接式键盘,矩阵联接式键盘,屏幕键盘(触摸屏）,无编码键盘 编码键盘,无编码，简单有效，键数较少时采用,编码，节省I/O口线，键数较多时采用,任务1 简易加减计数器的设计,1键
2、盘的工作原理及去抖动,对应任何按键来说，由于机械触点的弹性作用，触点在闭合和断开瞬间的电接触情况不稳定，造成了电压信号的抖动现象，如图所示。按键的抖动时间一般为5ms10ms。这种现象会引起单片机对于一次键操作进行多次处理，因此必须设法消除键接通或断开时的抖动现象。常用的去抖动方法有硬件和软件两种。,闭合稳定,任务1 简易加减计数器的设计,a）硬件去抖 硬件消抖可以采用R-S触发器或单稳电路构成去抖电路，分别如图所示。 硬件消抖因为要增加硬件开销， 造成电路复杂，除了在数字电路里使用外，在单片机系统中不太采用。,任务1 简易加减计数器的设计,b）软件去抖 在检测到有键按下时，执行一个10ms的
3、延时程序后，再确认该键是否保持闭合状态。另外一种方法是连续判断按键所在线路的电平，如果连续100次（甚至更多）都出现低电平（一般按键都是低电平表示按下），就认为按键已经稳定，可以进行识别，这是企业实际开发产品中常用的方法。以P1.0所接按键为例，其编程流程图如图所示.,任务1 简易加减计数器的设计,sbit key=P10; key=1; /P1.0置“1”，作输入口 if (key=0) /判断按键是否按下 delay10ms(); /延时10ms if (key=0) /再次判断按键是否按下 a+; /按键功能代码（变量a加“1”操作） while(key=0); /等待按键释放 ,任务1
4、 简易加减计数器的设计,以单片机为基础的电子产品设计中，键盘是一种最为常见的人机交互设备。通常，键数较少、键盘的功能简单。,1简单键盘的扫描程序设计, 键盘扫描程序嵌入到主程序循环之中，与主程序一起构成主循环套。, 键敲击速度约几次/S,设计键盘扫描程序时,必须保证约100mS内就要循环扫描1次。,任务1 简易加减计数器的设计,任务1 简易加减计数器的设计,任务1 简易加减计数器的设计,按键数量进一步增加时, 采用矩阵联接式键盘可节省更多的口线, 接口电路也更简单。,1.1.2矩阵连接键盘,键盘扫描程序的编写,(1)判别有无键按下。 (2) 延时。 (3) 键盘扫描取得闭合键的行、列值键值。
5、(4) 用计算法或查表法得到键号。 *(5) 判断闭合键是否释放，如没释放则继续等待。 (6) 将闭合键键号保存, 然后返回。,键盘扫描程序一般流程：,任务1 简易加减计数器的设计,矩阵式键盘的工作原理 当键盘有键按下时，要逐行或逐列扫描，以判断是哪一个键按下。通常扫描方式有两种：扫描法和反转法。,任务1 简易加减计数器的设计,矩阵连接键盘扫描,知识链接二：数码管显示技术,任务1 简易加减计数器的设计,1.2.1七段LED显示器,通常的7段LED显示块中有8个发光二极管，故也叫做8段显示器。其中7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。 1. LED显示器的结构与原理,任务1
6、 简易加减计数器的设计,2.LED显示器的显示方式 （1）LED静态显示方式 每一位显示都占用单独的具有锁存功能的I/O接口，com端连接在一起。 （2）LED动态显示方式 是将所有数码管的“a,b,c,d,e,f,g,dp ”的同名端连在一起，每个数码管的COM为各自独立的位选信号。即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态。,任务1 简易加减计数器的设计,显示器由6个共阴极LED数码管构成；P0口输出显示段码，经由一片74LS245驱动输出给LED管；P1口输出位码（片选），经由74LS05输出给LED管。,动态扫描过程,任务1 简易加减计数器的设计,首先
7、从段选线上送出字型编码，再控制位选端，字符就显示在指定数码管上，其他位选端无效的数码管都处于熄灭状态，持续1.5ms时间，然后关闭所有显示； 接下来又送出新的字型编码，按照上述过程又显示在另外一位数码管上，直到每一位数码管都扫描完为止，这一过程即为动态扫描显示。 数码管其实是轮流依次点亮的，但由于人的视觉驻留效应，因此当每个数码管点亮的时间小到一定程度时，人就感觉不出字符的移动或闪烁，觉得每位数码管都一直在显示，达到一种稳定的视觉效果。,任务1 简易加减计数器的设计,参考程序如下： #include unsigned char code Tab=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66
8、,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C; unsigned char code Col=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf; void Delay() unsigned char i; for(i=0;i250;i+); void main() / 同时显示123456 unsigned char j; while(1) for(j=1;j7;j+) P0=Tabj; P1=Colj-1; /开第一个（共阴）数码管 Delay(); P1=0xff; /关数码管 Delay(); ,任务1 简易加减计数器的设计,1.3数码管显示44键盘编
9、号,1. 技能要求 单片机P2接1位数码管，P1口接由16个按键组成的44行列键盘。当按下这16个按键的其中之一时，数码管显示该按键对应的键盘编号。,任务1 简易加减计数器的设计,. 仿真电路图,数码管显示44键盘编号的电路图如下图所示，电路中的轻触按键使用元件库中的“button”元件，特别注意16个按键的连接关系及其和单片机之间的连接关系。,任务1 简易加减计数器的设计,. 程序设计与调试 程序采用线翻转法识别闭合键，反转法原理：行作低电平输出，列作输入，读列线；列作低电平输出，行作输入，读行线。数码管静态显示方式。,任务1 简易加减计数器的设计,int main() while(1) k
10、eyScan( );,delay(unsigned int i) while(i-); void keyScan() unsigned char temp,a; temp=0xff; P1=0xf0; if (P1!=0xf0) /判断是否有按键按下 delay(1000); /延时去抖 if (P1!=0xf0) /再次判断是否有按键按下 P1=0xf0; /行作输出，列作输入 temp=P1; /读取列值 P1=0x0f; /列作输出，行作输入 temp=temp|P1; /读取行值并和列值合并 switch (temp) case 0xee:a=0; break; case 0xde:a
11、=1; break; case 0xbe:a=2; break; case 0x7e:a=3; break;,参考程序如下： #include unsigned char code seg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, /09的段码 0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e; /AF的段码,case 0xed:a=4; break; case 0xdd:a=5; break; case 0xbd:a=6; break; case 0x7d:a=7; break; case 0xeb:a=8; break;
12、 case 0xdb:a=9; break; case 0xbb:a=10; break; case 0x7b:a=11; break; case 0xe7:a=12; break; case 0xd7:a=13; break; case 0xb7:a=14; break; case 0x77:a=15; break; P2=sega; /将键值对应的段码送到P2口 P1=0xf0; while (P1!=0xf0)delay(50);,任务1 简易加减计数器的设计,（1）画出硬件电路图,简易加减计数器任务实施：,任务1 简易加减计数器的设计,（2）. 程序设计与调试,要获取一个变量的每一位数
13、字的值，用到除法运算符“/”和模运算符“%”两个算术运算符。当两个整数作除法运算时结果仍为整数，余数则会被丢弃，因此可作为取整操作；模运算“%”表示取余操作。,例如，求一个变量temp的“百、十、个”位，分别赋给变量a、b、c的操作如下： a=temp/100%10; /除以100，再对10取余 b=temp/10%10; /求得temp的十位 c=temp%10; /求得temp的个位 要在LED数码管上显示变量temp的“百、十、个”位，可直接写作： P2=segtemp/100%10; P2=segtemp/10%10; P2=segtemp%10; 其中seg是存放09段码的数组。,任
14、务1 简易加减计数器的设计,#include #include unsigned char a; unsigned char code seg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /09十个数字的共阳型段码 sbit k1=P10; sbit k2=P12; sbit k3=P14; void delay(unsigned int j) while(j-); display() unsigned char i,wk=0x01; /wk变量作位控，初始选通右边第1位 unsigned char buf3; /声明数码管显示字形缓冲
15、数组 buf0=sega%10; /a的个位 buf1=sega/10%10; /a的十位 buf2=sega/100; /a的百位，小于999时可以不对10取余,独立按键控制数码管加减计数的程序如下：,任务1 简易加减计数器的设计,for (i=0;i3;i+) P3=wk; /输出位控 P2=bufi; /依次输出段码 delay(50); /延时 wk=_crol_(wk,1); /位控左移一位 P2=0xff; /熄灭所有数码管（消隐） void button() k1=1; if(k1=0) delay(1000); if(k1=0) a+; while(k1=0)display(); ,k2=1; if(!k2)/如果k2为低电平的另一种写示 delay(1000); if(!k2) a-; while(!k2)display(); k3=1; if(k3=0) delay(1000); if(k3=0) a=0; while(k3=0)display(); ,int main() while(1) button(); display(); ,26,任务3 方波发生器的设计,1. 技能要求 设晶振频率6
