单片机应用技术的项目教程的项目4-简易计数器

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？出版社理工分社单片机应用技术项目教程版教学目标知识目标：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。出版社理工分社单片机应用技术项目教程版工作任务项目设计要求：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出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目分析总体方案设计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。出版社理工分社单片机应用技术项目教程版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出版社理工分社单片机应用技术项目教程版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数码管内部电路图LED数码管（LEDSegmentDisplays）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。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Dpgfedcba16进制0001111113FH40HC0H10000011006H79HF9H2010110115BH24HA4H3010011114FH30HB0H40110011066H19H99H5011011016DH12H92H6011111017DH02H82H70000011107H78HF8H8011111117FH00H80H9011011116FH10H90H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。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。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。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。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]；intarray[10];unsignedcharnum[7];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。array[0],array[1],…array[9];遵循标识符命名规则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；intscore[5]={1,2,3,4,5};2.给一部分元素赋值；intscore[5]={1,2};3.不对数组全部元素赋值，则全部元素被赋值为0；intscore[5];4.给全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度；intscore[]={1,2,3,4,5};一维数组的初始化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：unsignedcharcodetab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//定义数组tab[]，并初始化unsignedchark;while(1){for(k=0;k10;k++){P2=tab[k];//查表取数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：floatdemo2[3][4];//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：inta[3][4]={{1，2，3，4}，{5，6，7，8}，{9，10，11，12}}；//全部初始化intb[3][4]={{1，2，3，4}，{5，6，7，8}，{}}；//部分初始化，未初始化的个元素为0出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施【活动一】硬件电路设计XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52X1CRYSTALC133pFC233pFC322uFR11kR2330图4.7简易计数器显示原理图12345678161514131211109RN1RX8出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施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】软件设计出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施如表所示，由于数码管显示的数字“0～9”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“0～9”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。出版社理工分社单片机应用技术项目教程版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出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施主程序流程图出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施//定义段码表unsignedcharcodetab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//查表程序段unsignedchark;while(1){for(k=0;k10;k++){P2=tab[k];//查表取数…}}查表程序代码出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施【活动三】系统仿真调试启动KeiluVision4软件，创建新工程：CH4.UVPROJ，CPU选择Atmel89C52。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。出版社理工分社单片机应用技术项目教程版项目实施【活动四】实物制作简易计数显示系统实物图出版社理工分社单片机应用技术项目教程版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①任务分析②方案设计③软件和硬件功能划分①任务明确（5分）；②方案设计合理、有新意（10分）；③软件和硬件功能划分合理（5分）；20分硬件设计①片