第五課 LED數(shù)碼管，蜂鳴器實驗準備：使用前一課已裝配好的實驗板 共陽極單位數(shù)碼管1只 共陰極4位數(shù)碼管2只 蜂鳴器模塊一件 電阻：10k 8只 或排阻（用于P0上拉） 138譯碼器：74LS138 一只 (或直接使用完整的開發(fā)板) 課程內(nèi)容：一、 共陽極LED數(shù)碼管對比下這兩個原理圖，應(yīng)該很容易發(fā)現(xiàn)差不多相同的abcdefg和dp分別對應(yīng) 8 LED 的D1—D8，那么控制數(shù)碼管顯示數(shù)字是不是與8 LED一樣控制發(fā)光與不發(fā)光呢，例如顯示0，只需要讓g和dp不發(fā)光，其他發(fā)光，給這8位數(shù)的信號是 11000000。光說不行，必須做實驗。實踐是檢驗真理的唯一標準。 這一課開始，我們用上P0端口，這P0端口與其他的P1、P2、P3有點不同，它每個管腳需要增加一只電阻接上電源5V，這稱為上拉，讓管腳先獲得默認值1，如果沒有這上拉電阻，管腳狀態(tài)稱為浮空，不能確定數(shù)據(jù)是0還是1。 把P0的線接上這只共陽級單位數(shù)碼管，然后按剛才的想法，修改程序。 void main() { P0=0xC0; // 11000000 } 編譯、下載、觀看效果。果然0顯示出來了。 其他的數(shù)字呢，同樣，可以計算出來。 我們利用前一課LED點陣課程中數(shù)組的方式，把這一組數(shù)先存放好，其中還包括AbcdEFPHLy-這幾個常用的字符的顯示數(shù)據(jù)。 uchar code light[] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x8C,0x89,0xC7,0x91,0xBF,0xFF}; 放入function.h頭文件中，方便以后隨時使用。 void main() { P0= light[3]; // 顯示數(shù)組中第4個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 } 繼續(xù)，我們讓數(shù)字也動起來，讓數(shù)碼管從0到8一個一個按順序顯示，這得要用上前面課程中的循環(huán)與延時功能了。 void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=0;i<> { P0= light[i]; // 顯示數(shù)組中第i個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 mDelay(1000); } } 編譯，下載到實驗板，可以看到數(shù)字變化起來了。 再繼續(xù)，來換成倒數(shù)方式，程序改動一點點。 void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>0;i--) { P0= light[i]; // 顯示數(shù)組中第i個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 mDelay(1000); } } 編譯，下載實驗板檢驗，倒數(shù)出來了，但是少了0的顯示。 看那判斷循環(huán)條件，i>0時才做循環(huán)，所以0時沒進入循環(huán)內(nèi)，改為i>=0試下； void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>=0;i--) { P0= light[i]; // 顯示數(shù)組中第i個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 mDelay(1000); } } 編譯，下載實驗板，終于可以倒數(shù)到0了。 但感覺有不對勁的地方，沒改>=0之前可以不斷變數(shù)字，而現(xiàn)在數(shù)到0就停了?。?/p> 二、 BUG 的分析與排除搞開發(fā)總是免不了BUG，但有錯必改，關(guān)鍵是如何工出BUG點，然后修復。 分析開始： 代碼中當 i=0，符合條件 i>=0，所以進入循環(huán)體內(nèi)顯示0，之后執(zhí)行i--，這時，問題來了。 Main()內(nèi)的第一行命令 uint i; 是定義一個循環(huán)變量，用于控制循環(huán)，這個i是uint 型，表示正整型數(shù)（即是數(shù)學上的正數(shù)、整數(shù)）。 而當 i=0之后再減1時，i就變成負數(shù)，與定義的正整型數(shù)不符合，程序中止。 修復： 修復BUG的方法有多種，這里提供一種，其他方法可以自己試下改代碼實踐下。 既然 i 必須是正整數(shù)，那么必須讓i>0做循環(huán)條件，而不是i>=0，同時循環(huán)體內(nèi)的數(shù)組顯示改為P0= light[i-1];也就是顯示前一位置的數(shù)，來達到顯示0的效果。 void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>0;i--) { P0= light[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 mDelay(1000); } } 編譯，下載實驗板，這回效果終于正確了，這就是查BUG與修復，學習開發(fā)中必須要學會的。 三、蜂鳴器看那倒數(shù)的程序，與火箭發(fā)射倒計時很像，每顯示一數(shù)加個『嘀』就行了。 這需要用到蜂鳴器模塊。 從蜂鳴器原理圖看到，把它接在P1的第5腳 ，然后給這管腳一個信號0，就可以讓它響了。 首先，在function.h 頭文件中 增加 這管腳的定義sbit P15=P1^5; 然后，修改主程序main()，如下： void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>0;i--) { P0= light[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 P15=0; // 給信號0，讓蜂鳴器在顯示數(shù)字同時響 mDelay(1000); //延時1秒，可以調(diào)節(jié) P15=1; //響1秒，夠了，靜音 mDelay(1000);//延時，否則直接進入下一個循環(huán)立即又響，沒停了 } } 編譯，下載實驗板，效果有了。 不過，倒數(shù)到0后，又回去從頭開始倒數(shù)，火箭都跑了，還數(shù)什么呢，而且『嘀』聲不斷也挺煩人，這不符合火箭發(fā)射倒數(shù)要求，必須在倒數(shù)到0后，就停在0處。 單片機是永不停息工作的，除非程序出BUG，想讓它停，也真不容易。既然它喜歡工作，那就讓它在某處繞圈子，做沒用的工作，實現(xiàn)停在某處的效果。 怎樣不停的讓它做沒用的工作，這就要用于之前學的 for 循環(huán)，讓單片機做空命令循環(huán)，把這空循環(huán)代碼放程序結(jié)束之前就行了。 void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>0;i--) { P0= light[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 P15=0; // 給信號0，讓蜂鳴器在顯示數(shù)字同時響 mDelay(1000); //延時1秒，可以調(diào)節(jié) P15=1; //響1秒，夠了，靜音 mDelay(1000);//延時，否則直接進入下一個循環(huán)立即又響，沒停了 } for(;;); //讓程序停在這 不斷做空體循環(huán) } 編譯，下載實驗板，要想的效果出來了，也就是程序正確了。 四、 共陰極數(shù)碼管從原理圖可以看到 共陰極數(shù)碼管是把LED 的負極接在一起，由COM來控制，給COM來個0，然后傳 個8位的數(shù)據(jù)，就會有顯示了。 共陰極LED數(shù)碼管要顯示數(shù)字，對應(yīng)的位的信號剛好與共陽極的相反，例如，數(shù)字0，這里對應(yīng)的數(shù)據(jù)變成00111111。按前面的方法，可以計算出共陰極數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。 uchar code Elight[] ={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x73,0x76,0x38,0x6E,0x40,0x00}; 同樣，放進 function.h內(nèi)，方便以后調(diào)用。 從原理圖中看到2個4位數(shù)碼管各COM控制線剛好組成8位，那么我們用P2 來連接這個控制線。 void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=9;i>0;i--) { P0= Elight[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 P15=0; // 給信號0，讓蜂鳴器在顯示數(shù)字同時響 mDelay(1000); //延時1秒，可以調(diào)節(jié) P15=1; //響1秒，夠了，靜音 mDelay(1000);//延時，否則直接進入下一個循環(huán)立即又響，沒停了 } for(;;); //讓程序停在這 不斷做空體循環(huán) } 也就是僅僅是把顯示數(shù)組換成 Elight 。 編譯，下載實驗板檢驗，怎么沒反應(yīng)的？ 分析下，原來控制口COM接上了P2，P2內(nèi)部有上拉信號，也就是就各管腳默認值是1，而這是共陰極數(shù)碼管，只有給0才顯示，所以信號是1時就不顯示了。 那么代碼中加 P2 =0x00;代碼： void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) P2 =0x00; //控制數(shù)碼管顯示 for(i=9;i>0;i--) { P0= Elight[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 P15=0; // 給信號0，讓蜂鳴器在顯示數(shù)字同時響 mDelay(1000); //延時1秒，可以調(diào)節(jié) P15=1; //響1秒，夠了，靜音 mDelay(1000);//延時，否則直接進入下一個循環(huán)立即又響，沒停了 } for(;;); //讓程序停在這 不斷做空體循環(huán) } 編譯，下載實驗板檢驗，8個管同時倒數(shù)，挺壯觀的。 把P2 =0x00; 換成 P2=0xAA ;即10101010，編譯，下載實驗板檢驗，可以看出你想哪個管顯示，那么就給哪個管COM信號0。 五、138譯碼器從上面的程序中可看到。選擇數(shù)碼管占用了整整一個P2端口，8個IO ，這51單片機總共才4組，這樣使用，效率低。于是138譯碼器出場了，它讓8個IO 口的占用減少到只用3個 IO，為什么3個IO就夠了呢，3個IO可以從000數(shù)到111，剛好是十進制的 0到7，共8個數(shù)，可以代表8個數(shù)碼管的選擇位。 就取某一學習板的138電路原理圖，那J15直接連上 8位數(shù)碼管的COM控制端，同時也用P22、P23、P24這三個IO來控制選位。 OK，在function.h 上補上這三個IO的定義： sbit P22=P2^2; sbit P23=P2^3; sbit P24=P2^4; 然后修改main()主程序： void main() { uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) P24 =1; // P23=0; // 100 就是十進制4，第5個數(shù)碼管有顯示 P22=0; // for(i=9;i>0;i--) { P0= Elight[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 P15=0; // 給信號0，讓蜂鳴器在顯示數(shù)字同時響 mDelay(1000); //延時1秒，可以調(diào)節(jié) P15=1; //響1秒，夠了，靜音 mDelay(1000);//延時，否則直接進入下一個循環(huán)立即又響，沒停了 } for(;;); //讓程序停在這 不斷做空體循環(huán) } 同樣方式，可以選擇其他位的數(shù)碼管。 六、 讓8位數(shù)碼管動起來這里8位數(shù)碼管，僅顯示1位，不行，下面要讓8位輪顯示不同的數(shù)，動起來。 前面課程學過用移位的方法讓LED輪流發(fā)光，這里也可以使用。如果不采用138譯碼器的方式，直接P2控制數(shù)碼管COM端，直接移位試就可以，同學可以自己課后編程實驗下。這里采用138譯碼器，要有點改動，因為P22,P23,P24在P2的中間位置，用01表示這三位，就是11100011（給0是選位），即0xE3。那么只要這三個位的數(shù)有變化就行了。 看代碼中的注釋。 void main() { uchar a =0x00; //用于從0到7的計算 uchar b =0x00;//用于讓P22,P23,P24 對應(yīng)的位置與a相同 uint i; //循環(huán)變量，用于控制循環(huán) for(i=8;i>0;i--) { b=a<2;> P2=0xE3+b; // P2原值加上P22,P23,P24 對應(yīng)位置的數(shù) a++; //從0到7 變化 P0= Elight[i-1]; //顯示數(shù)組中第i-1個數(shù)，注意C語言順序是從0開始 mDelay(1000); } } 分析代碼： 1）b=a<> 例如，某一時刻 a值是 000000101，（即0x05，十進制 5），左移2位是 00010100剛好其中原 101這三位進入到P22,P23,P24的位置。 2）P2=0xE3+b; 0xE3就是11100011，加上b值后，就是11110111，即P22,P23,P24 這幾位放上了對應(yīng)的數(shù)了，而這三位控制數(shù)碼管選位，于是對應(yīng)位顯示了。 3）P0= Elight[i-1]; 每次循環(huán)顯示不同的數(shù)，這樣各位就顯示不同的數(shù)。 編譯，下載實驗板檢驗，可以看到每隔1秒，效果出來了。 那里的延時 mDelay(1000); 可以按自己的想法隨意改，可以試下填入 100，10，1，觀看不同的效果。 到最后用 mDelay(1000);時，看到各個數(shù)碼管同時亮起來，穩(wěn)定顯示不同的數(shù)。 這是由于數(shù)碼管的LED有顯示數(shù)后有余輝，才1毫秒的延時基本沒消失就顯示進入下一次的顯示，這樣顯示就是連續(xù)的效果。 |
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