单片机C语言应用与开发第6章

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1、51单片机C语言应用与开发第6章ELITE-III开发应用实例本章主要介绍利用ELITE-III开发板的现有资源进行简单单片机控制系统开发的几个实例本章重点流水灯控制系统的设计与开发数码管和键盘接口的软硬件设计点阵显示系统的设计与开发步进电机控制系统的设计与开发单片机串行通信接口的应用及软件设计特殊串行总线的应用及软件设计LCD显示系统的控制及软件设计第6章ELITE-III开发应用实例本章难点中断函数的定义及设计方法矩阵键盘的设计及键盘识别点阵显示系统的工作原理及软件设计步进电机的驱动及时序设计A/D转换的原理及软件驱动串行通信的中断程序设计特殊总线串行通信接

2、口芯片的工作原理及其寄存器的应用LCD显示模块的工作原理及编程控制第6章ELITE-III开发应用实例本章各章节安排6.1流水灯控制系统设计6.2I/O口的高级应用6.3点阵显示设计6.4步进电机控制6.5A/D转换设计6.6单片机串行通信6.7I2C总线技术6.8特殊总线串行通信6.9LCD显示设计第6章ELITE-III开发应用实例第6章ELITE-III开发应用实例6.1流水灯控制系统设计流水灯是指若干个灯泡（或LED发光二极管）按一定顺序依次点亮的一种装置，有时也称跑马灯，可用在夜间建筑物的装饰等方面。流水灯控制系统是单片机最简单的控制系统之一，具有电路简

3、单、设计灵活、控制方便等特点，是单片机入门开发的首选，几乎所有的单片机开发板都提供流水灯控制系统。本节以ELITE-III开发板为例，介绍流水灯控制系统的设计。6.1.1流水灯的硬件电路1.发光二极管与单片机的接口⑴发光二极管发光二极管简称为LED，是一种特殊的二极管，也具有单向导电性，其正向导通电压一般为1.75V左右。发光二极管通常由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成，可以把电能转化成光能，在电子仪器及其他电器设备中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。发光二极管的电路符号如图6-1所示。第

4、6章ELITE-III开发应用实例(2)发光二极管与单片机的接口第6章ELITE-III开发应用实例LED发光二极管与单片机的接口一般可以分为直接式、扫描式与多路复用式三种，其接口电路如图7-2所示。直接式：LED发光二极管的一端（一般是阴极）直接连到对应单片机的一个输出引脚，另一端通过限流电阻接到电源VCC，如图6-2（a）。使用这种连接方式时，单片机的一个I/O端口（P0、P1或P2）最多只能控制8个LED发光二极管。当单片机的对应管脚输出低电平时，电流从VCC经限流电阻、发光二极管后流入单片机，发光二极管开始发光，其发光亮度可由串联的限流电阻控制；当对应管脚

5、输出高电平时，没有电流通过LED发光二极管，发光二极管熄灭。第6章ELITE-III开发应用实例扫描式：LED发光二极管被设计成行列形式的矩阵，其中，各行各列分别接到对应单片机的一个唯一输出引脚，如图6-2（b）。当单片机对应行、列的管脚分别输出高和低电平时，电流从单片机输出高电平的管脚经限流电阻和LED流入到另一个引脚，LED发光二极管开始发光。在扫描式连接时，为了让LED发光二极管显示一个固定的状态，必须有相应的软件扫描程序维持输出的信号。在此种方式下，单片机的一个端口最多可控制16个LED发光二极管。如果两个端口结合使用，一个端口控制行信号，另一个端口控制列

6、信号，则可以控制64个LED的状态。复用式：多路复用式与扫描式类似，也是将LED发光二极管组织成行列形式的矩阵，但是矩阵的行、列信号是由单片机外置的多路解码及锁存芯片进行控制，因此实现了多于单片机输出端口数目的LED发光二极管阵列，本质上就是扫描式的扩充，如图6-2（c）所示。第6章ELITE-III开发应用实例2.流水灯硬件电路单片机控制的流水灯系统如图6-3所示。图中，单片机的P1口接8个发光二极管（LD1～LD8）的阴极，控制发光二极管的亮灭。电源VCC经开关JP1后，通过8个限流电阻（R57～R64）接到发光二极管的阳极。开关JP1接通时，发光二极管可以发

7、光，显示流水灯的工作状态；断开时，发光二极管不能发光。第6章ELITE-III开发应用实例6.1.2流水灯软件设计本节的流水灯由8个LED发光二极管组成，通过单片机的P1口进行驱动，电路如图6-3所示。当8个发光二极管按一定顺序依次点亮时，显示流水灯的工作状态。在流水灯控制系统中，每个发光二极管亮的状态都需要持续一段时间，这段持续时间在单片机控制系统中一般有两种方法实现：定时器中断延时或软件延时。由于51系列单片的定时器资源有限（8051只有的2个定时器，8052也只有3个），所以在流水灯这种系统任务不多且对定时时间要求不是十分严格的情况下，一般采用软件延时。1.

8、软件延时程