《單片機應用技術 》中職配套PPT課件
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項目二 按鍵計數(shù)器
一、教學目標
1.了解鍵盤檢測的電路結(jié)構和原理、鍵盤作用、如何實現(xiàn)鍵盤檢測、消抖、鍵盤編碼等內(nèi)容。
2.掌握獨立按鍵控制、消抖動等基本原理與程序設計方法。
3.了解4×4按鍵矩陣構成及按鍵掃描程序。
4.認識各種數(shù)碼管,包括數(shù)碼管的種類、顯示原理、段碼。
5.掌握多位數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)字或字母的程序設計。
二、課時分配
本項目共4個任務，安排8課時。
三、教學重點
通過本項目的學習，讓學生學習按鍵輸入檢測、單只數(shù)碼管顯示、多位數(shù)碼管顯示、按鍵計數(shù)器制作與調(diào)試等概念；本項目的學習和實踐，我們掌握按鍵檢測、消抖的程序設計方法；數(shù)碼管結(jié)構類型、段碼、靜態(tài)與動態(tài)顯示程序設計方法。
四、教學難點
1.掌握單只數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)字或字母的程序設計。
2.掌握多位數(shù)碼管靜態(tài)顯示數(shù)字或字母的程序設計。
3.了解多位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示原理，能讀懂動態(tài)掃描顯示程序。
五、教學內(nèi)容
任務一 按鍵輸入檢測
知識準備
在很多項目中都會用到按鍵，如圖所示的電子秤。
一、 鍵盤的分類
鍵盤分編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。鍵盤上閉合鍵的識別由專用的硬件編碼器實現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編碼號或鍵值的稱為編碼鍵盤，如計算機鍵盤。而靠軟件編程來識別的稱為非編碼鍵盤，在單片機組成的各種系統(tǒng)中，用得最多的是非編碼鍵盤。非編碼鍵盤分為行列式（又稱為矩陣式）鍵盤和獨立按鍵。本次任務，我們選擇的是獨立按鍵。
二、 獨立按鍵連接圖
獨立按鍵連接電路有兩種，一種是按鍵的公共端接地，當按鍵按下時，單片機的控制引腳輸入低電平“0”，如圖所示。另一種是按鍵的公共端接電源，這樣當按鍵按下時，單片機的控制引腳接高電平“1”，如圖所示。
三、 按鍵抖動
通常的按鍵所用開關多為機械彈性開關，當機械觸點斷開、閉合時，電壓信號波形如圖所示。
四、 按鍵程序編寫
由于按鍵按下后，會出現(xiàn)抖動，單片機應該避開這段時間，待鍵盤穩(wěn)定后，再對鍵盤的信息進行識別。
任務實施
一、 繪制原理圖
在PROTEUS軟件中繪制的原理圖，如圖所示。
二、 編寫源程序
三、 程序分析
① 按鍵識別的步驟： 先判斷按鍵是否按下，如果沒按，直接退出。如果按下，此時還不能確定是否為有效按下，有可能是抖動，此時應去抖動，調(diào)用延時函數(shù)。
② 本程序?qū)袅吝€是滅分成兩個狀態(tài)。在亮的時候，如果按鍵按下，燈滅。在滅的時候，如果按鍵按下，燈亮。這里的led_flag就是作燈狀態(tài)的一個標記。
四、 編譯與仿真
將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。
知識拓展
試編寫程序： 按鍵按下燈亮，松開燈滅。
目標檢測
任務二 單只數(shù)碼管顯示
知識準備
數(shù)碼管作為一種應用十分普遍的顯示器件可以在各種各樣的設備上見到，圖就是電子鐘顯示的效果圖。
一、 數(shù)碼管
數(shù)碼管也叫LED數(shù)碼顯示器，其實是由多個LED排列封裝而成，圖給出了一些常見數(shù)碼管的實物圖，其引腳如圖所示。
二、 LED七段數(shù)碼管結(jié)構原理
LED七段數(shù)碼管通常由8個LED發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光LED二極管構成7筆字形，一個構成小數(shù)點，通稱七段LED數(shù)碼管。
三、 LED七段數(shù)碼管顯示字符和字母的方法
如果我們要顯示“6”，并不是給數(shù)碼管寫個“6”就行了，而是點亮這個數(shù)碼管的相應的一些LED發(fā)光二極管，即點亮a，c，d，e，f，g段，其余段滅。
任務實施
一、 繪制原理圖
在PROTEUS中畫好的原理圖，如圖所示。本圖中我們省去單片機的復位電路和晶振電路。但是在制作電路板的時候，還是要加進去，不能省去。
二、 編寫源程序
共陽數(shù)碼管顯示09
數(shù)碼管的輸入端接在P0端口上
三、 程序分析
① port_0=table［count］： 當count=0時，port_0=table［0］，相當于把“0”的段碼通過單片機的P0端口送到數(shù)碼管上，數(shù)碼管顯示“0”。
② delay_time()是個延時函數(shù)： 控制前后兩次顯示的切換的快慢。
③ 在任務一和任務二中，我們都調(diào)用到了一個delay_time()的延時函數(shù)，程序中，delay_time()函數(shù)的定義如果出現(xiàn)在main（）函數(shù)前，就不需要對delay_time()做說明而直接使用。
四、 編譯與仿真
將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。PROTEUS對單片機的仿真結(jié)果見圖。
知識拓展
① 推導共陰和共陽數(shù)碼管顯示“H”的時候的段碼。
② 通過修改延時函數(shù)，觀察數(shù)碼管顯示。
③ 本次任務選擇的是共陽數(shù)碼管，如選擇共陰數(shù)碼管，如何編寫程序？
目標檢測
任務三 多位數(shù)碼管顯示
知識準備
由于很多項目中都會用到多位數(shù)碼管，多位數(shù)碼管的顯示一般有兩種方法： 靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。
一、 靜態(tài)顯示
所謂靜態(tài)顯示，是指當顯示器顯示某個字符時，相應位的發(fā)光二極管處于恒定的導通或截止狀態(tài)，直到需要顯示另一個字符為止。
二、 動態(tài)顯示原理
LED數(shù)碼管顯示的基本原理是利用人眼的“視覺暫留”效應和發(fā)光二極管的余暉現(xiàn)象來工作的。接口電路把所有數(shù)碼管的8個筆畫段a～dp的各同名端相互連接在一起，并把它們接到輸出口上，每個數(shù)碼管的公共端COM各自獨立地受控制。
三、 數(shù)碼管靜態(tài)顯示驅(qū)動電路
將單片機的管腳直接和數(shù)碼管相連，當然中間需要增加限流電阻，如圖所示。對于共陽數(shù)碼管，公共端需要接上高電平，要想顯示什么字符，只需單片機輸出該字符的顯示段碼就可以了。
四、 數(shù)碼管動態(tài)顯示驅(qū)動電路
單片機的管腳和動態(tài)數(shù)碼管相連，中間加上限流電阻，這個和靜態(tài)顯示電路一樣。
任務實施
一、 靜態(tài)顯示00～59s循環(huán)計時
1. 繪制原理圖
在PROTEUS軟件中繪制的原理圖
2. 編寫源程序
3. 程序分析
(1) 程序運行的時候，數(shù)碼管要求顯示00，接著1s到后，數(shù)碼管顯示01。所以初始化需要加上這幾句 second=0; port_2=table［second%10］; port_0=table［second/10］。
(2) 當second=29的時候，second%10=9，那么table［second%10］=table［9］，而table［9］=0X90，正好對應了9的段碼,通過執(zhí)行port_2=table［second%10］語句，數(shù)碼管個位顯示9。
4. 編譯與仿真
將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。正確的編譯結(jié)果如圖所示。
PROTEUS對單片機的仿真結(jié)果
二、 動態(tài)顯示電路圖
1. 繪制原理圖
在PROTEUS軟件中繪制的原理圖，如圖所示。
2. 編寫源程序
3. 編譯與仿真
知識拓展
試修改程序并仿真，看能否動態(tài)顯示59到00倒計數(shù)。
目標檢測
任務四 按鍵計數(shù)器制作與調(diào)試
知識準備
本次任務是在前面幾個任務的基礎上，制作一個按鍵計數(shù)器電路，并能夠根據(jù)控制要求編寫單片機程序。具體的功能要求為： 系統(tǒng)剛上電時，數(shù)碼管顯示“00”，每次按動加法鍵，數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)增加1，每次按動減法按鈕，顯示數(shù)據(jù)減1，通過按鍵設置，讓數(shù)碼管顯示范圍在“00～20”之間變化。
一、 繪制原理圖
在Proteus軟件中繪制的原理圖,如圖所示。
二、 編寫源程序
三、 編譯與仿真
將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。
PROTEUS對單片機的仿真結(jié)果
四、 實物展示
知識拓展
嘗試修改程序，等按鍵松開后，讓顯示的數(shù)值發(fā)生改變。
目標檢測
六、課后習題
完成每個任務的目標檢測。
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