单片机应用技术的项目教程的项目4简易计数器ppt课件.ppt
项目4 简易计数器,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？,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。,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,总体方案设计,1.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。,数码管显示系统组成方框图,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。,系统软件结构框图,1.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,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。,2、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,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.LED数码管显示方式,静态显示方式,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 原理简单；显示亮度强，无闪烁；占用I/O资源较多。,动态显示方式,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。,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。,一维数组的定义和引用,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;,遵循标识符命名规则,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; while(1) for(k=0;k10;k+) P2 = tabk; / 查表取数,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 数组名行数 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,【活动一】硬件电路设计,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】软件设计,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。,共阳数码管显示数字的段码表,主程序流程图,/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; while(1) for(k=0;k10;k+) P2 = tabk; / 查表取数 ,查表程序代码,【活动三】系统仿真调试,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。,【活动四】实物制作,简易计数显示系统实物图,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。,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。,
