《單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目化教程》課件項(xiàng)目三 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管應(yīng)用

項(xiàng)目三單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管應(yīng)用任務(wù)1數(shù)碼管原理及電路分析任務(wù)2單個(gè)數(shù)碼管顯示例程任務(wù)3四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字任務(wù)4數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析任務(wù)5數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用教學(xué)任務(wù)

任務(wù)1：數(shù)碼管原理及電路分析。

任務(wù)2：單個(gè)數(shù)碼管顯示例程。

任務(wù)3：四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字。

任務(wù)4：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析。

任務(wù)5：數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用。

教學(xué)目標(biāo)

(1)掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，共陰極和共陽極數(shù)碼管的區(qū)別與聯(lián)系。

(2)掌握單片機(jī)驅(qū)動(dòng)單個(gè)數(shù)碼管的顯示原理，C語言數(shù)組知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。

(3)掌握四位一體數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法，利用余輝效應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例。

(4)結(jié)合項(xiàng)目二單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED的知識(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管與LED燈的綜合應(yīng)用。

任務(wù)1數(shù)碼管原理及電路分析任務(wù)要求：在本小節(jié)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上簡述7段數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(2)掌握共陰極及共陽極接法的區(qū)別與聯(lián)系。(3)掌握數(shù)碼管共陰極及共陽極兩種接法0～9對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼。八段LED數(shù)碼管顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個(gè)圓點(diǎn)形的發(fā)光管在數(shù)碼管顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它能顯示各種數(shù)字及部分英文字母。LED數(shù)碼管顯示器有兩種形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽極都連在一起，稱之為共陽極LED數(shù)碼管顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起，稱之為共陰極LED數(shù)碼管顯示器。共陰和共陽結(jié)構(gòu)的LED數(shù)碼管顯示器各筆畫段名和安排位置是相同的。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的筆畫段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆畫段組合而顯示出各種字符。8個(gè)筆畫段hgfedcba對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)(8位)的D7D6D5D4D3D2D1D0，于是用8位二進(jìn)制碼就能表示欲顯示字符的字形代碼。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)碼管顯示器常用兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。

任務(wù)2單個(gè)數(shù)碼管顯示例程

任務(wù)要求：制作在數(shù)碼管上顯示字符的單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字0～9及字符A、B、C、D、E、F的功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)查表程序的設(shè)計(jì)方法。(2)掌握單片機(jī)數(shù)碼管顯示接口電路的工作原理及其應(yīng)用。(3)掌握單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管程序設(shè)計(jì)方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、數(shù)碼管(7-SEG*)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P1口同時(shí)接了LED燈電路和數(shù)碼管電路，在低電平時(shí)點(diǎn)亮，數(shù)碼管采用共陽極接法，即對(duì)應(yīng)碼段低電平有效。

任務(wù)3四位一體數(shù)碼管顯示數(shù)字任務(wù)要求：利用四位一體數(shù)碼管同時(shí)顯示數(shù)字0～9及字母ABCDEF的功能特效。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)加深十六進(jìn)制與二進(jìn)制之間的互換理解。(2)掌握左移函數(shù)_crol_、右移函數(shù)_cror_的使用方法。(3)掌握while語句及for語句的使用方法。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、四位一體數(shù)碼管(7SEG-)、片選/段選芯片(74LS245)。3．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口控制四位一體數(shù)碼管的碼段，P2口的四個(gè)端口控制四位一體數(shù)碼管的位選。

任務(wù)4數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示案例分析任務(wù)要求：利用四位一體數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)字0～99的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握for循環(huán)語句與數(shù)碼管特效間的聯(lián)系。工作原理：動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆畫“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制。當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，因此動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)。四位一體數(shù)碼管(7SEG-)、片選/段選芯片(74LS245)。2.仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導(dǎo)入仿真圖AT89S51單片機(jī)內(nèi)，執(zhí)行特效即為項(xiàng)目所需特效。效果：P0口控制四位一體數(shù)碼管的碼段，P2口的四個(gè)端口控制四位一體數(shù)碼管的位選。

任務(wù)5數(shù)碼管和LED綜合應(yīng)用任務(wù)要求：利用數(shù)碼管來顯示LED燈的特效種類。LED特效1：全亮全滅；特效2：左移右移；特效3：中間到兩邊再兩邊到中間。每種特效建立一個(gè)子函數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)掌握單片機(jī)I/O與代碼所賦值的十六進(jìn)制間的聯(lián)系。(2)加深左移、右移函數(shù)的理解。(3)掌握for循環(huán)語句與數(shù)碼管特效間的聯(lián)系。1．硬件電路設(shè)計(jì)所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(jī)(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、鎖存器(74LS373)、七段數(shù)碼管(7SEG-)。3．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件