单片机应用技术的项目教程的项目4-简易计数器ppt课件

出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目4 简易计数器项目4 简易计数器1 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版思考：用单片机系统可控制LED可实现信号灯的不同效果显示，那么能不能用单片机系统控制LED来实现字符显示呢？思考：用单片机系统可控制LED可实现信号灯的不同效果显示，那2 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版教学目标教学目标知识目标：1.掌握数码管的静态工作原理与接口连接。2.掌握C语言一维数组的使用。技能训练目标：1.熟悉数码管的原理与接口。2熟练使用C语言一维数组。3熟悉单片机数码管静态显示的程序设计方法。知识目标：3 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版工作任务工作任务项目设计要求：项目设计要求：设计一个基于单片机控制简易计数显示器，即用单片机控制数码管以实现数字0到9的循环显示。制作基于单片机控制简易计数显示器项目设计要求：制作基于单片机控制简易计数4 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目分析项目分析总体方案设计总体方案设计1.1.系统组成系统组成 本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬件部分主要完成信息的显示；软件主要完成信号的处理及控制功能等。本系统的硬件采用模块化设计，以AT89C52单片机为核心，与数码管电路组成控制系统。该系统硬件主要包括以下几个模块：AT89C52主控模块、数码管静态显示电路模块等。其中AT89C52主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，数码管完成数字0到9的显示功能。系统组成方框图如图4-1所示。总体方案设计1.系统组成5 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目分析项目分析 单 片 机数码管显示电路复位电路时钟电路电源电路 数码管显示系统组成方框图 单数码管显示电路复位电路时钟电路电源电路 6 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目分析项目分析 应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序、延时子程序等模块组成，系统软件结构框图如图所示。延时子程序主程序 系统软件结构框图 应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主7 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台1.1.系统工作原理系统工作原理 数码管由8个发光二极管构成，可以用来显示数字、字符等，它在家电及工业控制中有着很广泛的应用，例如用来显示温度、数量、重量、日期、时间等，具有显示醒目、直观的特点，如图所示。数码管实物图1.系统工作原理数码管实物图8 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台数码管内部电路图 LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管，如图所示。数码管内部电路图 LED数码管（LED Seg9 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台 2 2、数码管字形编码、数码管字形编码 要使数码管显示出相应的数字或字符，必须使段数据口输出相应的字形编码。字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段灭；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段灭，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。依此类推，可求得数码管字形编码如表4-1所示。表4-1 数码管字形编码显示数字共阴顺序小数点灭共阳顺序小数点亮共阳顺序小数点灭Dp g f e d c b a16进制00 0 1 1 1 1 1 13FH40HC0H10 0 0 0 0 1 1 006H79HF9H20 1 0 1 1 0 1 15BH24HA4H30 1 0 0 1 1 1 14FH30HB0H40 1 1 0 0 1 1 066H19H99H50 1 1 0 1 1 0 16DH12H92H60 1 1 1 1 1 0 17DH02H82H70 0 0 0 0 1 1 107H78HF8H80 1 1 1 1 1 1 17FH00H80H90 1 1 0 1 1 1 16FH10H90H 2、数码管字形编码表4-1 数码管字形编码共阴顺序小数10 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台 根据LED显示的硬件设计方法的不同，LED显示驱动分为静态显示和动态显示两种方法。3.LED3.LED数码管显示方式数码管显示方式 根据LED显示的硬件设计方法的不同，LED显示驱动分11 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台静态显示方式静态显示方式连接连接 所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口，从该I/O口送出相应的字型码显示字型。特点特点 原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。静态显示方式连接12 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台动态显示方式动态显示方式连接连接 所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口，而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示方式，每一个时刻只选通其中一个LED，同时在段选口送出该位LED的字型码。动态显示方式连接13 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台数组：一种数据类型数据类型基本类型构造类型指针类型空类型整型实型字符型数组结构联合枚举单精度型双精度C语言的数据类型数组：一种数据类型数据类型基本类型整型数组单精度型C语言的数14 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台数组的概念数组的概念 数组是构造数据类型，是一组有序数据的集合，数组中的每个元素都属于同一种数据类型，不允许在同一数组中出现不同类型的变量，数组元素的数据类型就是该数组的基本类型。例如，整型数据的有序集合称为整型数组，字符型数据的有序集合称为字符型数组。数组分为一维、二维、三维和多维数组等，常用的是一维、二维和字符数组。数组的概念 数组是构造数据类型，是一组有序数据的集合，数组15 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台数组的基本特点构造类型数据：由基本类型数据按照一定规则组成。数组：是有序数据的集合；数组中的每一个元素都属于同一个数据类型，用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。应用场合:需要处理的数据为数量已知的若干相同类型的数据时。注意：先定义，后使用。数组的基本特点构造类型数据：由基本类型数据按照一定规则组成。16 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台一维数组的定义和引用一维数组的定义：一维数组的定义：一般格式：类型标识符 数组名常量表达式；int array10;unsigned char num7;说明：数组名见名知意；数组名中存放的是一个地址常量，它代表整个数组的首地址。同一数组中的所有元素，按其下标的顺序占用一段连续的存储单元。方括弧而非圆括弧；常量表达式：可以是常量或符号常量；表示数组元素的个数（也称数组长度）。不允许对数组大小作动态定义。数组元素下标从0开始。array0,array1,array9;遵循标识符遵循标识符命名规则命名规则一维数组的定义和引用一维数组的定义：遵循标识符命名规则17 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台一般格式：数据类型 数组名常量表达式初值表1.定义时赋初值；int score5=1,2,3,4,5;2.给一部分元素赋值；int score5=1,2;3.不对数组全部元素赋值，则全部元素被赋值为0；int score5;4.给全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度；int score=1,2,3,4,5;一维数组的初始化一般格式：一维数组的初始化18 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台一维数组的查表功能数组的一个非常有用的功能之一就是查表。表可以事先计算后装入程序存储器中。如：unsigned char code tab=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/定义数组tab，并初始化unsigned char k;unsigned char k;unsigned char k;unsigned char k;while(1)while(1)while(1)while(1)for(k=0;k10;k+)for(k=0;k10;k+)for(k=0;k10;k+)for(k=0;k10;k+)P2=tabk;P2=tabk;P2=tabk;P2=tabk;/查表取数查表取数查表取数查表取数一维数组的查表功能数组的一个非常有用的功能之一就是查表。表可19 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目知识平台项目知识平台二维数组或多维数组 数组的下标具有两个或两个以上，则称为二维数组或多维数组。定义二维数组的一般形式如下：类型说明符类型说明符 数组名数组名 行数行数 列数列数;其中，数组名是一个标识符，行数和列数都是常量表达式。例如：float demo234;/demo2 数组有3 行4 列共12 个实型元素二维数组也可以在定义时进行整体初始化，也可以在定义后单个地进行赋值。例如：int a34=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12；/全部初始化int b34=1，2，3，4，5，6，7，8，；/部分初始化，未初始化的个元素为0二维数组或多维数组 数组的下标具有两个或两个以上，则称为二维20 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施【活动一活动一】硬件电路设计硬件电路设计【活动一】硬件电路设计21 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施1.算法设计 对于数码管而言，要想显示数字或字母，首先应该选中该数码管，然后相应字段被点亮。例如：显示一个“3”字，那么应当是a亮、b亮、c亮、d亮、e不亮、f不亮、g亮、dp不亮。那么可以列出数码管显示数字的段码表如表2.1所示。【活动二活动二】软件设计软件设计1.算法设计【活动二】软件设计22 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施 如表所示，由于数码管显示的数字“09”的字型码“0C0H、0F9H、0A4H、0B0H、99H、92H、82H、0F8H、80H、90H”没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求。在程序设计中可以设计一个变量，每隔一定时间在“09”之间变化，然后按照这个数据去查找段码表，把查到的数据送到P2口。所谓表格是指在程序中定义的一串有序的常数，如平方表、字形码表、键码表等。因为程序一般都是固化在程序存储器（通常是只读存储器ROM类型）中，因此可以说表格是预先定义在程序的数据区中，然后和程序一起固化在ROM中的一串常数。在程序设计中，有时需要预先把非线性数据以表格的形式存放在存储器中，然后使用程序读出，这种能读出数据表格的程序就称为查表程序。查表程序的关键是表格的定义和如何实现查表。如表所示，由于数码管显示的数字“09”的字型码“023 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施共阳数码管显示数字的段码表段名称DPGFEDCBA对应段码对应引脚P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0数字011000000C0H数字111111001F9H数字210100100A4H数字310110000B0H数字41001100199H数字51001001092H数字61000001082H数字711111000F8H数字81000000080H数字91001000090H共阳数码管显示数字的段码表段名称DPGFEDCBA对应段码对24 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施 主程序流程图主程序流程图 主程序流程图25 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施/定义段码表unsigned char code tab=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/查表程序段unsigned char k;unsigned char k;while(1)while(1)for(k=0;k10;k+)for(k=0;k10;k+)P2=tabk;/P2=tabk;/查表取数查表取数 查表程序代码/定义段码表查表程序代码26 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施【活活动三三】系系统仿真仿真调试 启动Keil uVision4软件，创建新工程：CH4.UVPROJ，CPU选择Atmel 89C52。对工程的属性进行设置：目标属性中选择“生成HEX文件”。编写参考源程序CH4.c，以C为扩展名保存在工程文件夹中。将参考源程序加入程序组：鼠标右键单击程序组图标，加入文件组。调试：进入调试状态，期间可能需要修改参考源程序，直到没有语法错误为止。打开相应窗口，运行程序，观察运行结果。【活动三】系统仿真调试 启动Keil uVision4软件27 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施项目实施【活动四活动四】实物制作实物制作简易计数显示系统实物图【活动四】实物制作简易计数显示系统实物图28 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目考核项目考核考核项目考核内容技术要求评分标准得分备注总体设计任务分析方案设计软件和硬件功能划分任务明确（5分）；方案设计合理、有新意（10分）；软件和硬件功能划分合理（5分）；20分硬件设计片内器件分配；电路原理图设计；电路制作；片内器件分配正确、合理（5分）；电路原理图设计正确（10分）；电路制作：布线正确、整齐、合理（5分）；20分软件设计算法和数据结构设计；流程图设计；编程；算法和数据结构设计正确、合理（5分）；流程图设计正确、简明；（5分）；编程正确、有新意（10分）；20分系统仿真与调试调试顺序；错误排除；调试结果；调试顺序正确（5分）；能熟练排除错误（10分）；调试后运行正确（5分）；20分实训报告书写；内容；图形绘制；结果分析书写规范整齐（5分）；内容翔实具体（5分）；图形绘制正确、完整、全面（5分）；能正确分析实验结构（5分）；20分合计100分考核项目考核内容技术要求评分得分备注总体设计任务分析任务29 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目小结项目小结静态显示特点静态显示特点 静态显示是指显示驱动电路具有输出锁存功能，待显示的字符编码被CPU送出后，数码管会一直显示该字符不变，CPU不需要再控制数码管，如果要显示新的字符，CPU只要再次送出即可。采用静态显示方式，较小的电流就可以获得较高的亮度，且占用CPU时间较少，编程简单，显示便于检测和控制，但其占用的I/O口线较多，硬件电路复杂，成本高，只适合显示位数较少的场合。静态显示特点 静态显示是指显示驱动电路具有输出锁存功能，待显30 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版复习思考复习思考1数码管的工作原理和分类。2如何理解数码管静态显示。3如何实现9到0的循环显示。4数码管除了0到9的显示，能否显示字母，如果能可以显示那些字母。1数码管的工作原理和分类。31 出版社 理工分社单片机应用技术项目教程版项目拓展项目拓展1先把0到9中的奇数从小到大显示，再把偶数从大到小显示，可以设计多种方法。2利用单片机的四组端口实现四位时钟分和秒的显示。3让数字1变2之前“1”闪烁1次，2变3闪之前“2”烁2次，3变4之前“3”闪烁3次，依此类推循环显示。4让3题中的数字都在1秒内完成闪烁。即每个数字闪烁的次数不同但都在1秒内完成规定的闪烁次数。1先把0到9中的奇数从小到大显示，再把偶数从大到小显示，可32