單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)(C語言版)項(xiàng)目

教學(xué)內(nèi)容單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口數(shù)組概念LED大屏幕顯示器和接口字符LCD液晶顯示和接口單片機(jī)與鍵盤接口項(xiàng)目4顯示和鍵盤接口技術(shù)應(yīng)用

認(rèn)識(shí)LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及原理

認(rèn)識(shí)LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及原理

單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED數(shù)碼管字型編碼若將數(shù)值0送至單片機(jī)的P1口，數(shù)碼管上不會(huì)顯示數(shù)字“0”。顯然，要使數(shù)碼管顯示出數(shù)字或字符，直接將相應(yīng)的數(shù)字或字符送至數(shù)碼管的段控制端是不行的，必須使段控制端輸出相應(yīng)的字形編碼。將單片機(jī)P1口的P1.0、P1.1…P1.7八個(gè)引腳依次與數(shù)碼管的a、b…f、dp八個(gè)段控制引腳相連接。如果使用的是共陽極數(shù)碼管，COM端接+5V，要顯示數(shù)字“0”，則數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f六個(gè)段應(yīng)點(diǎn)亮，其它段熄滅，需向P1口傳送數(shù)據(jù)11000000B（C0H），該數(shù)據(jù)就是與字符“0”相對(duì)應(yīng)的共陽極字型編碼。若共陰極的數(shù)碼管COM端接地，要顯示數(shù)字“1”，則數(shù)碼管的b、c兩段點(diǎn)亮，其他段熄滅，需向P1口傳送數(shù)據(jù)00000110（06H），這就是字符“1”的共陰極字型碼了。單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示是指數(shù)碼管顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管的公共端恒定接地（共陰極）或+5V（共陽極）。每個(gè)數(shù)碼管的八個(gè)段控制引腳分別與一個(gè)八位I/O端口相連。只要I/O端口有顯示字型碼輸出，數(shù)碼管就顯示給定字符，并保持不變，直到I/O口輸出新的段碼。

單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED靜態(tài)顯示單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED動(dòng)態(tài)顯示單片機(jī)與LED數(shù)碼管接口LED動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示是一種按位輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管的顯示方式，即在某一時(shí)段，只讓其中一位數(shù)碼管“位選端”有效，并送出相應(yīng)的字型顯示編碼。此時(shí)，其它位的數(shù)碼管因“位選端”無效而都處于熄滅狀態(tài)；下一時(shí)段按順序選通另外一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的字型顯示編碼，依此規(guī)律循環(huán)下去，即可使各位數(shù)碼管分別間斷地顯示出相應(yīng)的字符。這一過程稱為動(dòng)態(tài)掃描顯示。

分隔符為分號(hào)數(shù)組的概念

數(shù)組屬于常用的數(shù)據(jù)類型，數(shù)組中的元素有固定數(shù)目和相同類型，數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型就是該數(shù)組的基本類型。例如，整型數(shù)據(jù)的有序集合稱為整型數(shù)組，字符型數(shù)據(jù)的有序集合稱為字符型數(shù)組。數(shù)組還分為一維、二維、三維和多維數(shù)組等，常用的是一維、二維和字符數(shù)組。

數(shù)組的基本特點(diǎn)構(gòu)造類形數(shù)據(jù)：由基本類型數(shù)據(jù)按照一定規(guī)則組成。數(shù)組：是有序數(shù)據(jù)的集合；數(shù)組中的每一個(gè)元素都屬于同一個(gè)數(shù)據(jù)類型，用一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)組名和下標(biāo)來唯一地確定數(shù)組中的元素。應(yīng)用場(chǎng)合:需要處理的數(shù)據(jù)為數(shù)量已知的若干相同類型的數(shù)據(jù)時(shí)。

注意：先定義，后使用。一維數(shù)組的定義和引用一維數(shù)組的定義：一般格式：類型標(biāo)識(shí)符數(shù)組名[常量表達(dá)式]；

int

array[10];

unsignedchar

num[7];說明：數(shù)組名——見名知意；數(shù)組名中存放的是一個(gè)地址常量，它代表整個(gè)數(shù)組的首地址。同一數(shù)組中的所有元素，按其下標(biāo)的順序占用一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元。方括弧而非圓括??；常量表達(dá)式：可以是常量或符號(hào)常量；表示數(shù)組元素的個(gè)數(shù)（也稱數(shù)組長(zhǎng)度）。不允許對(duì)數(shù)組大小作動(dòng)態(tài)定義。數(shù)組元素下標(biāo)從0開始。array[0],array[1],…array[9];遵循標(biāo)識(shí)符命名規(guī)則數(shù)組元素的表達(dá)形式：數(shù)組名[下標(biāo)表達(dá)式]array[4]=100;array[8]=34;array[10]=56;注意：數(shù)組下標(biāo)不能越界！一個(gè)數(shù)組元素具有和相同類型單個(gè)變量一樣的屬性，可以對(duì)它賦值和參與各種運(yùn)算。一維數(shù)組的引用一般格式：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式]＝{初值表}1.定義時(shí)賦初值；intscore[5]={1,2,3,4,5};2.給一部分元素賦值；intscore[5]={1,2};3.使所有元素為0；intscore[5]={0};4.給全部數(shù)組元素賦初值時(shí)，可以不指定數(shù)組長(zhǎng)度；

intscore[]={1,2,3,4,5};一維數(shù)組的初始化1.靜態(tài)數(shù)碼管靜態(tài)數(shù)碼管以300ms動(dòng)態(tài)顯示0~F;2.講解任務(wù)4-1 作業(yè)：4.14.24.3LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理LED點(diǎn)陣顯示器是把很多LED發(fā)光二極管按矩陣方式排列在一起，通過對(duì)每個(gè)LED進(jìn)行發(fā)光控制，完成各種字符或圖形的顯示。最常見的LED點(diǎn)陣顯示模塊有5×7（5列7行），7×9（7列9行），8×8（8列8行）結(jié)構(gòu)。LED點(diǎn)陣由一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)（LED發(fā)光二極管）組成，總點(diǎn)數(shù)為行數(shù)與列數(shù)之積，引腳數(shù)為行數(shù)與列數(shù)之和。LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理“大”字顯示字型碼示意圖LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器結(jié)構(gòu)及原理顯示字符“大”的過程如下：先給第一行送高電平（行高電平有效），同時(shí)給8列送11110111（列低電平有效）；然后給第二行送高電平，同時(shí)給8列送11110111，……最后給第八行送高電平，同時(shí)給8列送11111111。每行點(diǎn)亮延時(shí)時(shí)間為1ms，第八行結(jié)束后再從第一行開始循環(huán)顯示。利用視覺駐留現(xiàn)象，人們看到的就是一個(gè)穩(wěn)定的圖形。LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器接口LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器擴(kuò)展接口LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器擴(kuò)展接口行驅(qū)動(dòng)16×16LED點(diǎn)陣顯示電子廣告屏控制電路中，行驅(qū)動(dòng)電路選用了一片4/16線譯碼器74LS154，生成16條行選通信號(hào)線，并在這16條行線上添加了一個(gè)8550三極管進(jìn)行反相驅(qū)動(dòng)。LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器擴(kuò)展接口列驅(qū)動(dòng)行驅(qū)動(dòng)電路采用了兩片74HC595移位寄存器進(jìn)行“級(jí)聯(lián)”，構(gòu)成列驅(qū)動(dòng)電路，用串行移入、并行輸出的方式為16×16LED點(diǎn)陣顯示電子廣告屏提供16位列線數(shù)據(jù)。LED大屏幕顯示器和接口

LED大屏幕顯示器擴(kuò)展接口字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊Vss:+5V電源管腳(Vcc)VDD:

地管腳(GND)Vo:

液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源(0V～5V)字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊DB0～DB7：數(shù)據(jù)線，可以用8位連接，也可以只用高4位連接，節(jié)約單片機(jī)資源，本實(shí)驗(yàn)中采用的是八位連接方法。字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊A：背光控制正電源K：背光控制地字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊單片機(jī)與LCD模塊之間有四種基本操作：

寫命令 讀狀態(tài) 寫顯示數(shù)據(jù) 讀顯示數(shù)據(jù)字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊RSR/W操作00寫命令操作（初始化、光標(biāo)定位等）01讀狀態(tài)操作（讀忙標(biāo)志）10寫數(shù)據(jù)操作（要顯示的內(nèi)容）11讀數(shù)據(jù)操作（可以把顯示存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)反讀出來）字符LCD液晶顯示和接口

12345678910111213141516VSSVDDVORSR/WEDB0DB1ADB3DB2DB5DB4DB7DB6KLCD模塊RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS=0:命令/狀態(tài)；RS=1:數(shù)據(jù)R/W：讀寫控制線，R/W=0:寫操作；R/W=1:讀操作E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向LCD模塊發(fā)送一個(gè)脈沖，LCD模塊與單片機(jī)之間將進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換字符LCD液晶顯示和接口

讀狀態(tài)操作狀態(tài)字的最高位的BF為忙標(biāo)志位，1表示LCD正在忙，0表示不忙。通過判斷最高位BF的0、1狀態(tài)，就可以知道LCD當(dāng)前是否處于忙狀態(tài)，如果LCD一直處于忙狀態(tài)，則繼續(xù)查詢等待，否則進(jìn)行下面的操作。查詢忙狀態(tài)程序段如下：do{i=lcd_r_start();//調(diào)用讀狀態(tài)函數(shù)，讀取LCD狀態(tài)字

i&=0x80;//采用與操作屏蔽掉低7位

delay(2); //延時(shí)

}while(i!=0); //LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán)字符LCD液晶顯示和接口

寫命令操作LCD上電時(shí)，都必須按照一定的時(shí)序?qū)CD進(jìn)行初始化操作，主要任務(wù)是設(shè)置LCD的工作方式、顯示狀態(tài)、清屏、輸入方式、光標(biāo)位置等。

字符LCD液晶顯示和接口

寫命令操作voidlcd_w_cmd(unsignedcharcom){unsignedchari;do{//查L(zhǎng)CD忙操作

i=lcd_r_start(); //調(diào)用讀狀態(tài)字函數(shù)

i=i&0x80;//與操作屏蔽掉低7位

delay(2);}while(i!=0); //LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán)

RW=0;delay1();RS=0; //RW=1，RS=0，寫LCD命令字

delay1();E=1; //E端時(shí)序

delay1();P1=com; //將com中的命令字寫入LCD數(shù)據(jù)口

delay1();E=0;delay1();RW=1;delay(255);}字符LCD液晶顯示和接口

寫命令操作編號(hào)指令名稱控制信號(hào)命令字D7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012歸home位000000001×3輸入方式設(shè)置00000001I/DS4顯示狀態(tài)設(shè)置0000001DCB5光標(biāo)畫面滾動(dòng)000001S/CR/L××6工作方式設(shè)置00001DLNF××7CGRAM地址設(shè)置0001A5A4A3A2A1A08DDRAM地址設(shè)置001A6A5A4A3A2A1A09讀BF和AC01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0字符LCD液晶顯示和接口

初始化操作LCD初始工作方式設(shè)置顯示狀態(tài)設(shè)置清屏返回輸入方式設(shè)置001DLNF**—設(shè)置單片機(jī)與LCD接口數(shù)據(jù)位數(shù)DL、顯示行數(shù)N、字型FDL=1:8位、DL=0:4位；N=1:2行、N=0:1行F=1:5×10、F=0:5×7例：00111000B（38H）設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)8位，2行顯示，5×7點(diǎn)陣字符00001DCB—設(shè)整體顯示開關(guān)D、光標(biāo)開關(guān)C、光標(biāo)位的字符閃耀BD=1:開顯示；C=0:不顯示光標(biāo)；B=0:光標(biāo)位字符不閃爍例：00001100B（0CH）打開LCD顯示，光標(biāo)不顯示，光標(biāo)位字符不閃爍清屏命令字01H，將光標(biāo)設(shè)置為第一行第一列000001I/DS—設(shè)光標(biāo)移動(dòng)方向并確定整體顯示是否移動(dòng)I/D=1:增量方式右移、I/D=0:減量方式左移S=1:移位、S=0:不移位例：00000110B（06H）設(shè)置光標(biāo)增量方式右移，顯示字符不移動(dòng)字符LCD液晶顯示和接口

寫數(shù)據(jù)操作

光標(biāo)位置與相應(yīng)命令字

列行123456789101112131415161808182838485868788898A8B8C8D8E8F2C0C1C2C3C4C5C6C7C8C9CACBCCCDCECF注：表中命令字以十六進(jìn)制形式給出，該命令字就是與LCD顯示位置相對(duì)應(yīng)的DDRAM地址。字符LCD液晶顯示和接口

voidlcd_w_dat(unsignedchardat){unsignedchari;do{ //查忙操作

i=lcd_r_start(); //調(diào)用讀狀態(tài)字函數(shù)

i=i&0x80; //與操作屏蔽掉低7位

delay(2);}while(i!=0); //LCD忙，繼續(xù)查詢，否則退出循環(huán)

RW=0;delay1();RS=1; //RW=1，RS=0，寫LCD命令字

delay1();E=1; //E端時(shí)序

delay1();P1=dat; //將dat中的顯示數(shù)據(jù)寫入LCD數(shù)據(jù)口

delay1();E=0;delay1();RW=1;dela