51单片机C语言应用与开发(第6章)51单片机C语言应用与开发(第6章).ppt

51单片机C语言应用与开发 第6章 ELITE-III开发应用实例 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 6.2 I/O 口的高级应用 6.3 点阵显示设计 6.4 步进电机控制 6.5 A/D 转换设计 6.6 单片机串行通信 6.7 I2C总线技术 6.8 特殊总线串行通信 6.9 LCD显示设计 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