《單片機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)訓(xùn)練》授課對(duì)象：電氣自動(dòng)化技術(shù)1801/02主講教師：劉旭東電氣工程系第5章單片機(jī)的開(kāi)關(guān)檢測(cè)、鍵盤(pán)輸入

與顯示的接口設(shè)計(jì)

5.1單片機(jī)控制發(fā)光二極管顯示發(fā)光二極管常用來(lái)指示系統(tǒng)工作狀態(tài)，制作節(jié)日彩燈、廣告牌匾等。大部分發(fā)光二極管工作電流1~5mA之間，其內(nèi)阻為20~100Ω。電流越大，亮度也越高。為保證發(fā)光二極管正常工作，同時(shí)減少功耗，限流電阻選擇十分重要，若供電電壓為+5V，則限流電阻可選1~3kΩ。5.1.1單片機(jī)與發(fā)光二極管的連接第2章已介紹，P0口作通用I/O用，由于漏極開(kāi)路，需外接上拉電阻。而P1～P3口內(nèi)部有30kΩ左右上拉電阻。下面討論P(yáng)1～P3口如何與LED發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)連接問(wèn)題。單片機(jī)并行端口P1～P3直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，電路見(jiàn)圖5-1。與P1、P2、P3口相比，P0口每位可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入，而P1～P3口每一位驅(qū)動(dòng)能力，只有P0口一半。圖5-1發(fā)光二極管與單片機(jī)并行口的連接當(dāng)P0口某位為高電平時(shí)，可提供400μA的拉電流；當(dāng)P0口某位為低電平（0.45V）時(shí)，可提供3.2mA的灌電流，而P1～P3口內(nèi)有30kΩ左右上拉電阻，如高電平輸出，則從P1、P2和P3口輸出的拉電流Id僅幾百μA，驅(qū)動(dòng)能力較弱，亮度較差，見(jiàn)圖5-1（a）。如端口引腳為低電平，能使灌電流Id從單片機(jī)外部流入內(nèi)部，則將大大增加流過(guò)的灌電流值，見(jiàn)圖5-1（b）AT89S51任一端口要想獲得較大的驅(qū)動(dòng)能力，要用低電平輸出。如一定要高電平驅(qū)動(dòng)，可在單片機(jī)與發(fā)光二極管間加驅(qū)動(dòng)電路，如74LS04、74LS244等。5.1.2I/O端口的編程舉例對(duì)I/O端口編程控制時(shí)，要對(duì)I/O端口特殊功能寄存器聲明，在C51的編譯器中，這項(xiàng)聲明包含在頭文件reg51.h中，編程時(shí)，可通過(guò)預(yù)處理命令#include<reg51.h>，把這個(gè)頭文件包含進(jìn)去。下面通過(guò)案例介紹如何編程對(duì)發(fā)光二極管輸出控制。

圖5-2單片機(jī)控制的流水燈

【例5-1】制作流水燈，原理電路見(jiàn)圖5-2，8個(gè)發(fā)光二極管LED0～LED7經(jīng)限流電阻分別接至P1口的P1.0～P1.7引腳上，陽(yáng)極共同接高電平。編寫(xiě)程序來(lái)控制發(fā)光二極管由上至下的反復(fù)循環(huán)流水點(diǎn)亮，每次點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管。參考程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h>//包含移位函數(shù)_crol_()的頭文件#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint voiddelay(uinti) //延時(shí)函數(shù){ uchart; while(i--)

{ for(t=0;t<120;t++); }}voidmain() //主程序{ P1=0xfe; //向P1口送出點(diǎn)亮數(shù)據(jù)

while(1){ delay(500);//500為延時(shí)參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整

P1=_crol_(P1,1);//函數(shù)_crol_(P1,1)把P1中的數(shù)據(jù)循環(huán)左移1位

}}程序說(shuō)明：（1）while(1)兩種用法：“while(1);”：while(1)后有分號(hào)，是使程序停留在這指令上；“while(1){……;}”：反復(fù)循環(huán)執(zhí)行大括號(hào)內(nèi)程序段，本例用法，即控制流水燈反復(fù)循環(huán)顯示。（2）C51函數(shù)庫(kù)中的循環(huán)移位函數(shù)：循環(huán)移位函數(shù)包括：循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”。本例用循環(huán)左移“_crol_(P1,1)”，函數(shù)。括號(hào)第1個(gè)參數(shù)為循環(huán)左移對(duì)象，即對(duì)P1中的內(nèi)容循環(huán)左移；第2個(gè)參數(shù)為左移位數(shù)，即左移1位。編程中一定要把含有移位函數(shù)的頭文件intrins.h包含在內(nèi)，例如第2行“#include<intrins.h>”。在【例5-1】基礎(chǔ)上，編寫(xiě)控制發(fā)光二極管反復(fù)循環(huán)點(diǎn)亮的流水燈。

【例5-2】電路見(jiàn)圖5-2，制作由上至下再由下至上反復(fù)循環(huán)點(diǎn)亮顯示的流水燈，3種方法實(shí)現(xiàn)。（1）數(shù)組的字節(jié)操作實(shí)現(xiàn)建立1個(gè)字符型數(shù)組，將控制8個(gè)LED顯示的8位數(shù)據(jù)作為數(shù)組元素，依次送P1口。參考程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar uchartab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; /*前8個(gè)數(shù)據(jù)為左移點(diǎn)亮數(shù)據(jù)，后8個(gè)為右移點(diǎn)亮數(shù)據(jù)*/voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari; while(1) { for(i=0;i<16;i++) { P1=tab[i]; //向P1口送出點(diǎn)亮數(shù)據(jù)

delay(); //延時(shí)，即點(diǎn)亮一段時(shí)間

} }}（2）移位運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)使用移位運(yùn)算符“>>”、“<<”，把送P1口顯示控制數(shù)據(jù)進(jìn)行移位，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮。參考程序：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari,temp;while(1){ temp=0x01; //左移初值賦給tempfor(i=0;i<8;i++) { P1=~temp; //temp中的數(shù)據(jù)取反后送P1口

delay(); //延時(shí)

temp=temp<<1; //temp中數(shù)據(jù)左移一位

}

temp=0x80; //賦右移初值給tempfor(i=0;i<8;i++){ P1=~temp;//temp中的數(shù)據(jù)取反后送P1口delay(); //延時(shí)temp=temp>>1;//temp中數(shù)據(jù)右移一位}}}程序說(shuō)明：

注意使用移位運(yùn)算符“>>”、“<<”與使用循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”和循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”區(qū)別。左移移位運(yùn)算“<<”是將高位丟棄，低位補(bǔ)0；右移移位運(yùn)算、“>>”是將低位丟棄，高位補(bǔ)0。而循環(huán)左移函數(shù)“_crol_”是將移出的高位再補(bǔ)到低位，即循環(huán)移位；同理循環(huán)右移函數(shù)“_cror_”是將移出的低位再補(bǔ)到高位。（3）用循環(huán)左、右移位函數(shù)實(shí)現(xiàn)使用C51提供的庫(kù)函數(shù)，即循環(huán)左移n位函數(shù)和循環(huán)右移n位函數(shù)，控制發(fā)光二極管點(diǎn)亮。參考程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h> //包含循環(huán)左、右移位函數(shù)的頭文件#defineucharunsignedchar voiddelay(){ uchari,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);}voidmain() //主函數(shù){ uchari,temp; while(1) {

temp=0xfe;

//初值為11111110

for(i=0;i<7;i++)

{ P1=temp;//temp中的點(diǎn)亮數(shù)據(jù)送P1口，控制點(diǎn)亮顯示

delay(); //延時(shí)

temp=_crol_(temp,1); //

temp數(shù)據(jù)循環(huán)左移1位

}for(i=0;i<7;i++) { P1=temp; //temp中的數(shù)據(jù)送P1口輸出

delay(); //延時(shí)

temp=_cror_(temp,1)

;//temp中數(shù)據(jù)循環(huán)右移1位

}}}作業(yè)1：調(diào)試?yán)?-1